氫彈裝配在接近尾聲時：安裝彈簧墊片時竟然發現少了一個。就在張蘊鈺(馬天放 飾)下令拆除彈體尋找墊片時，郭永懷(張衛健 飾)提出了一個人們意想不到的辦法。

新的問題又冒了出來：徐克江機組在投彈時，試驗失敗。郭永懷等人找到失敗的原因后，1967年6月12日召開中央專委會議，決定進行全當量氫彈試驗。周恩來(劉勁 飾)尤其關心試驗的安全問題，于是委派聶榮臻(謝鋼 飾)再次前往羅布泊，這是聶榮臻在八個月的時間里第三次去核試驗基地。

承擔衛星演奏《東方紅》樂曲任務的劉承熙(賈梓 飾)，跑遍了北京的大小樂器店，終于找到了一件理想的樂器：鋁板琴；而承擔衛星測控系統任務的陳芳允，卻因為政審遇到了難題……

1967年6月17日8時20分，我國第一顆氫彈爆炸成功。從第一顆原子彈爆炸到氫彈爆炸，美國用了7年零4個月，蘇聯用了4年，英國用了4年零7個月；中國只用了兩年多時間，就完成了從原子彈到氫彈的歷史性跨越。