那年冬天，漫天飛雪，一輛國際列車秘密地駛入滿洲里火車站，只有極少數的人知道，其中一節車廂里裝載著一件非常特殊的禮物。1958年，孫家棟(佟大為 飾)又做了個夢醒來。黃志明猜孫家棟是又夢到去滿洲里接導彈了。孫家棟笑著說還真看見了，心跳加速，就和書上寫的看見初戀的感覺一樣。主任陳希遠前來，蘇聯導彈專家蓋杜柯夫缺一個過硬的翻譯，孫家棟之前在蘇聯留學懂俄語，就推薦孫家棟。孫家棟特別激動，立馬答應下來。國防部第五研究院，孫家棟在課上給蓋杜柯夫翻譯，當場指出他說的數據有誤。其實蓋杜柯夫已經講了好幾天，夸孫家棟是第一個指出錯誤的人，對他很是欣賞，并將他留下了下來。五院的同志已經全部集合完畢，并在軍事重地見到P-2導彈，孫家棟激動地想要去觸摸這個導彈。蓋杜柯夫向大家介紹這枚導彈，離開時，孫家棟認出蓋杜柯夫的助理是安德烈，他們是老相識，可是安德烈是一直沒有搭理他。陳希遠宣布最近的導彈課都被取消，孫家棟等人想知道原因。陳希遠也不懂，他也是剛剛接到蘇方的通知。孫家棟主動找上門，安德烈聲稱蓋杜柯夫身體不舒服，并將孫家棟打發走。孫家棟悻悻然離開，踩著自行車走在路上，不甘心又折了回去。原來是因為兩個國家的關系出現問題，蘇聯要暫停對中國在導彈技術上的援助，蓋杜柯夫也將離開，他一直很欣賞孫家棟，希望孫家棟跟他去蘇聯。孫家棟拒絕，他的國家現在還很落后，他沒有理由離開這片土地。蓋杜柯夫看得出來孫家棟對這個國家有很深的感情，于是讓他把同事找來，要把所有知道多的都告訴他們。五院給蓋杜柯夫準備了個歡送會，孫家棟和蓋杜柯夫相擁道別，蓋杜柯夫為孫家棟準備了一件禮物，一會有人交給他。安德烈好奇他們在說什么，孫家棟稱蓋杜柯夫希望他們國家的導彈早日發射成功，安德烈一臉不屑，他們蘇聯的專家走了，中國是不可能研究出導彈，就算再過五年，就憑他們這群騎自行車的人也造不出導彈。安德烈出言不遜是有原因的，當年留學時，孫家棟榮獲斯大林的獎章，安德烈沒有爭過孫家棟就一直記恨到現在。陳希遠把孫家棟叫來，原來蓋杜柯夫拿走兩張關鍵的圖紙。東方一號本來就是仿制彈，現在模板沒了，還怎么做下去。孫家棟在研究院加班，只不過忘了鎖門時間，被鎖住了。因為要明天一早才有開門，孫家棟只能跳窗，否則得在這里待一個晚上。孫家棟準備跳窗時被錢學森叫住，在錢學森的啟發下，終于補上那兩頁關鍵的圖紙。陳希遠也帶來一個好消息，他們的國產燃料已經試驗合格，發射場正式通過驗收。黃志明給孫家棟介紹對象，孫家棟原本沒太大興趣，可看了照片立馬就答應下來。孫家棟和魏素萍(孫儷 飾)相親見面，魏素萍是一名醫生，好奇孫家棟具體是做什么工作，孫家棟只說在部隊工作，二人情投意合，很快喜結連理。