1961年1月，老郝接到一個電話，態度堅決跟對方表示不可能，然后瞥了一眼桌上于敏(雷佳音 飾)要出國留學的申請書。組織部同志來家里將于敏帶走，要找他了解一些事情。妻子孫玉芹(倪妮 飾)看于敏的樣子好像不認識這兩位同志，忍不住擔心。組織部的同志詢問于敏和于振遠的關系，這個于振遠是于敏的叔叔，之前在國民黨的部隊是后勤軍官，解放以后被遣散回家。孫玉芹抱著孩子找到于敏的領導老郝，聽說于敏被人帶走，老郝馬上找到組織部的同志，他可以打包票立字據，于敏絕不可能有問題，否則他可以負連帶責任。于敏和孫玉芹去裁縫店量尺寸要做一套西裝，為出國留學做一些準備。老郝在裁縫店找到于敏，遞上張看戲的門票，看到孫玉芹時有些不好意思表示不知道她在，所以沒有準備她的票。孫玉芹明白老郝的意思，抱著孩子回家了。老郝和于敏看戲，問于敏對別的學術研究是否有興趣，有沒有考慮轉研究方向。看完戲后，于敏和老郝在路邊吃餛飩，老郝問于敏愿不愿意轉崗研究氫彈理論，一輩子默默無聞，隱姓埋名，要將秘密帶到墳墓里，還要放棄出國留學，放棄以前所有的榮譽，明天起誰都不知道他在做什么，包括他的家人，甚至會以為他是犯錯誤被調崗。于敏態度堅決，絲毫沒有猶豫，他們不能讓別人欺負，關乎國家存亡的事必須干。和老郝見完面后，于敏就來到裁縫店，請師傅幫忙把剛剛的面料做成兩用衫，不做西裝了。晚睡前，于敏告訴孫玉芹不出國了，而以后只有周末的時候才能回來。孫玉芹聽了心里不是滋味，為了這次的出國她是只要一有空就在苦練英語，現在只能把那些筆記給燒了。次日，于敏來到輕核理論組，只見陸杰和其他同志正在討論學術上的問題，于敏發表了自己的意見。陸杰并不認識于敏，這時老郝出現介紹于敏的身份。于敏主動跟陸杰搭話，知道陸杰是輕核理論組留學生里邊成績最好的一個，不過陸杰沒有搭理。陸杰提出跟于敏賭一把，就賭關鍵數據，氘氚反應截面最大是五個巴。于敏沒有算出精確數據，但根據粗略估算，氘氚反應沒有明顯的優越性，老陸看了所有資料都是支持氘氚反應是有優勢的，決定兩天以后各自拿出結果。最終的結果是于敏的數據不對，陸杰要于敏愿賭服輸繞操場跑圈，邊跑還要邊喊自己輸給他。跑圈回來的于敏肯定算法和期刊上的數據都有問題，但他不是盲目自信，要給陸杰看更完整的算法。于敏每天都提早去食堂打飯，還遭陸杰笑話。這天于敏熬夜加班突然肚子疼得不行，于是問陸杰先給點吃的給他。陸杰看于敏痛苦難受的模樣，趕緊將他送去醫務室。于敏這是老毛病了，十二指腸潰瘍，餓的時候痛得不行，吃點東西下去就會緩解。次日，于敏回到辦公室，在抽屜里看到放了不少吃的，知道是陸杰準備的，感覺特別暖心。時間到了1962年3月。這天夜里，于敏和孫玉芹睡不著，兩人便想象著有好吃的來入睡。于敏姐姐拎著不少東西找來，鄰居在背后議論紛紛是于敏政審出問題，媳婦要跟于敏離婚，所以前來要做于敏媳婦的思想工作。