郭永怀的死讯传来，妻子李佩伤心得痛不欲生，她抚摸着与丈夫,的合照，口中一直地叨念着，再过四个月他才到60岁，女儿郭芹在内蒙古听到父亲遇难的消息后哭得死去活来。郭永怀的公文包里装了数据资料和珍贵文献，他和陆舫东死死地抱住了这个公文包，使得资料被完整地保存下来，周恩来看到这些后也湿了眼眶，他吩咐钱三强和钱学森，一定要珍惜郭永怀用生命掩护下来的资料，尽快完成热核武器的实验。
1970年，王进喜率领工人们开发大庆油田，他不怕苦不怕累，最后牺牲在了大庆油田，而他的铁人精神被流传至今。距离东方红卫星发射还有121天，革委会的工作人员却把孙家栋和一些科技人员抓走了，导致工作无法正常进行，钱学森气得怒形于色，经过他的四处奔忙，终于把孙家栋暂时拯救出来。孙家栋和钱学森不分昼夜，抓紧一切时间做实验，直到一切正常，孙家栋才重新回到学习班，1970年4月24日，孙家栋和钱学森一起站在窗前，仔细聆听着第一颗人造卫星“东方红”发射,的声音，二人激动万分，蒋英用钢琴演奏起“歌唱祖国”的曲子，为这一伟大的时刻欢呼。
王梓被革委会,的红卫兵送回家，强迫他把“歌唱祖国”的歌曲改得面目全非，王梓坚决不干，他带着视障学校-的孩子们高唱这首歌，随后被抓去了学习班，一块被抓的还有施光南，二人见面后惺惺相惜。杨振宁要回美国，临走前他向周恩来申请后才得以见到邓稼先，杨振宁好奇他消逝这么多年在忙什么，怀疑邓稼先在搞两弹，可又觉得不可能，这些技术只有美国和苏联能做，邓稼先避而不谈，亲自送杨振宁离开。这时，邓稼先接到了周恩来办公室的来电，他获得授权后，向杨振宁如数家珍说明实情，两弹一星都是中国人自己搞出来的，杨振宁得知后非常受惊。
中国正式成为联合国的常任理事国，杨振宁看到这一新闻后，不禁为邓稼先感到骄傲。核弹没有实验成功，邓稼先主动去现场勘查，李响要陪他一起去核爆中心，距离核心位置还有几公里，邓稼先强行让李响停车，还把车钥匙拔下来，邓稼先冒着飞沙走石和狂风独自赶往核爆区，突然一阵大风吹来，他站立不稳，被吹下了沙丘，邓稼先探测到核弹完好，用对讲机通知军队进场，可以再次起爆，他则因为遭受了核辐射而呼吸困难。
邓稼先回家休息，教两个孩子做数学题，医院把检查结果打电话通知了许鹿希，邓稼先身体受到大量核辐射的侵蚀，只得被迫住院治疗，可他在病床上依旧坚持工作，许鹿希很是心疼，忍不住埋怨他一番，邓稼先觉得愧对她和孩子们，准许下辈子再来补偿对他们的遗憾。邓稼先在医院住了一年多，可病情始终不见好转，一个月后，邓稼先因病逝世。
1996年，秦子衿和李响带着儿子一起来祭拜秦品元，这时，中央宣布了暂停核试验的决定，李响和秦子衿终于等到这一天，儿子也拿出录取通知书，他表现要接父母的班，继续为祖国的航天事业做贡献。