毛澤東(唐國強 飾)接到消息后，悲痛欲絕，但是作為主席必須要身先士卒。后來，彭德懷(宗利群 飾)要求把毛岸英的遺體運回國安葬，毛澤東說，岸英是響應黨中央的號召，為保家衛國而死的，就把他安葬在朝鮮的國土上，讓他顯示中朝人民的友誼，讓中朝人民的友誼萬古常青。于是，毛岸英烈士就永遠留在了朝鮮。 就在這時，美國將原子彈運到停泊在朝鮮半島的航空母艦上，進行了核模擬襲擊。11月30日，杜魯門在記者招待會上宣稱，將采用包括原子彈在內的一切必要措施來應付目前的軍事局勢。 美軍在朝鮮戰爭上不斷失利，美國總統杜魯門叫囂：美國已經在考慮同朝鮮戰爭相聯系的使用原子彈問題！面對美國的威脅，毛澤東一笑置之。 中科院近代物理所在錢三強(楊洪武 飾)的努力下，匯集了大批優秀人才，日后為原子彈、氫彈研制作出重要貢獻的王淦昌、黃祖洽、于敏等都到物理所工作。趙忠堯回國后，也進入物理所，他將從美國帶回的器材和零部件都交給物理所，主持建立了中國第一個核物理實驗室。青春洋溢的鄧稼先(鄭國霖 飾)在老一輩物理學家的指導下，潛心鉆研，勤奮努力，為填補原子能研究的空白做出了開創性的工作。 1953年3月，美國終于坐到板門店的談判席上，跟中朝兩國簽訂停戰協議，但同時，艾森豪威爾卻揚言如談判不成，將使用核武器進行打擊。美軍把載有核彈頭的導彈運到日本的沖繩島，一時間，核戰爭的陰云籠罩在中國人民頭上。在瘋狂的核威脅和核訛詐面前，毛澤東和周恩來(孫維民 飾)等領導人開始考慮研制自己的原子彈。 朝鮮停戰協議簽字之后不久，劉思齊得知毛岸英犧牲，悲痛萬分。 在蔣英(蔣林靜 飾)和親朋好友的關懷勸慰下，含冤忍怒的錢學森(陳建斌 飾)很快用堅強的意志戰勝了自己，他安下心來，開始埋頭著書。《工程控制論》與《物理力學講義》是錢學森在工程控制論和物理力學兩個領域做出的開創性的研究成果，也是他與蔣英生死相依的篤愛深情的結晶。這期間，聯邦調查局的特務還常來監視、騷擾，蔣英在浴室里擺了一張沙發椅，讓錢學森在浴室里工作，自己則守在門外，看書、聽音樂，充當錢學森的“保鏢”。特務總是在蔣英面前碰了一鼻子灰后，敗興而去。 9月底，赫魯曉夫到北京參加國慶5周年慶典，毛澤東問他，能否在制造核武器方面給中國以幫助。赫魯曉夫很是驚訝，說只要蘇聯有了核武器就行了，不必我們大家都來搞它。毛澤東意識到靠別人是靠不住的，發展核力量必須依靠自力更生。此時，我國在廣西發現了鈾礦資源，毛澤東用手掂量著鈾礦石，深沉地說：這是決定命運的！好好干吧！