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上世纪六十年代，在“黑云压城城欲摧”的国际形势下，毛主席一声号令：好人好马上三线！ 军人后代张力军、农民的儿子马朝阳、“资本家千金”陆若文和留苏归来的向晴等这些充满斗志和激情的年轻人，来到了大西南的崇山峻岭，用生命和青春实践自己的理想同时，又演绎着牵肠挂肚的爱情角逐。一口京腔的大工匠刘连柱因为爱徒梁玉强喜欢上陆若文，竟要断了师徒关系。直到梁玉强在发射基地因排除故障而牺牲，刘连柱都不肯原谅。但谁也不敢相信，害了他爱徒陆若文居然能请他再次出山，为远程火箭试飞成功一显身手。一生梦想当将军的张力军不幸英年早逝，临终，司令员才发现这个一身毛病的小子却有很多不为人知的贡献。马朝阳出席了全国科技大会，火箭伺服系统的研发成果获得最高奖项，在张力军的坟头，闪光的奖章证明了他生命的意义和价值。
欢庆会结束后，马朝阳和张利军正在洗漱，原来是胡风说大梁的师傅了，因为这两个人开始扭打在一起，张利军及时将他们拉开，还告诉他们大家处在一个屋檐下很可能今后这半生都在这里了，一定要团结，两个人终于握手言和。马朝阳很佩服张利军这张嘴。
第二天实战打靶开始，怀着激动的心情，很多领导和研究人员驻足观看，心情激动又紧张，终于看到自己研制的导弹获得了成功，人群中一片欢腾。观赏完实战打靶，张利军开始站在讲台上吹嘘导弹的威力，还说一发炮弹能打出八百八十八个窟窿，听得众人不禁唏嘘，最后张利军煞有介事地拿出领导的态势总结说，今天实战打靶的胜利不仅仅属于他们第五院还属于整个基地。台上他正说的起劲，忽然高占武来了，张利军赶紧识趣地走下台。高占武开始总结发言DF2火箭研制系统，党中央非常重视火箭的研发，抗美援越战争马上就要打响了，研制导弹事业迫在眉睫，希望大家再接再厉，从明天开始研究火箭燃料的研究，短暂的休息后去一号车厢把图纸接回来。
陆若文在候车厅看到了姜又发，她感激姜又发当初帮助自己进入基地，姜又发没有从陆若文嘴里问出什么，车站上还有一个人行踪诡秘，并和姜又发对上了暗号，这个人就是余震和。随后张干事宣布陆若文和向晴都成为23级助理工程师的嘉奖。张利军听到两个同学都得到了晋升，唯独没有自己的，一时想不开便抬腿出去了，马朝阳拉都拉不住。到了晚上，依然没有看到张利军回来，马朝阳有点急了。赶紧到宿舍去找陆若文，陆若文打着手电筒出去了，在小河边的篝火旁，陆若文发现了闷闷不乐的张利军。
陆若文想劝他今后少说点话，张利军却急了，开始和陆若文理论，虽然他平日里爱说话，大大咧咧，但工作上却一丝不苟，做得比说的多。陆若文刚刚说了两句就被张利军堵了回去，最后忿忿走了。张利军悄悄跟在她后面，一直看到她安全抵达，才回到自己宿舍。
高占武一直在宿舍等张利军，看到他回来，语重心长地告诉他，高占武语重心长的告诉他，伤心是对的，但也要检讨自己的失误，自己平时说话不经大脑，幸好只是科研人员，如果是军人早都被遣退了。张利军尽管心里不服气，嘴上还是没有反对。第二天，张利军醒来发现舍友们都乘车出去了，自己也想方设法跑了去。在制作车间，他认真地教习新来的工人组装零件，因为他风趣幽默的谈吐，一名叫乔美娟的姑娘当众便向他表白了。张利军狡黠地告诉她，自己连孩子都有了，说完给陆若文远远地抛一个媚眼，向晴撅起了嘴。
美国和朝鲜的局势开始紧张，首长来到北京接受指示，然后将消息带给了高占武，高占武通知下面的同志，中央已经批下来让红旗一号导弹正式投入生产，负责红旗一号导弹的各个研究人员纷纷汇集北京继续搞研发，但张利军需要临时离开研究室，留在这里。