共36集
新中国建立之初，大难初定，百废待兴。然而国际局势分外险恶，中华人民共和国仍处在风雨飘摇的关键时刻。近有盘踞台湾的国民党政权蠢蠢欲动，时刻准备反攻大陆；外有美国为首的帝国主义伺机推翻新中国，从中渔利。为了与对手和列强抗衡，中共审时度势，敞开胸怀招揽海外的华人科学家归国，共同发展国防事业。感受到了祖国的召唤，钱学森（陈建斌 饰）、邓稼先（郑国霖 饰）、钱三强（杨洪武 饰）等科学家怀着一颗赤子之心，突破重重阻力投向祖国的怀抱。与此同时，国际上风云变幻，中苏关系交恶，抗美援朝战争也令原子弹的阴影进一步威胁中国的安全。 科学家们与祖国人民团结一心，为打造属于自己的“两弹一星”付出了无尽的努力……
10月27日，一枚核导弹腾空而起飞向蓝天，经过九分十四秒的飞行，飞行距离894公里，精确命中目标，在离地面569米的预定高度实现核爆炸！
“两弹结合”试验成功，标志着我国有了可以用于实战的导弹核武器。这一年，我国组建了战略导弹部队，周恩来亲自命名为——第二炮兵。
两弹试验成功后，我国首颗人造卫星的研制随即展开，但由于受到了‘文革’的影响，困难重重。此时，台湾再次派遣特务“蘑菇”潜入大陆侦查，但不久后也被我公安部门侦破。
虽然有“文革”的干扰，但氢弹的研制仍在紧锣密鼓地推进。在核试验基地，一座百米铁塔拔地而起，这里即将按照邓稼先、于敏设计的理论方案，进行氢弹原理试验。
12月11日，周恩来主持召开中央专委会议，同意月底进行氢弹原理试验。
12月28日12时，氢弹原理装置起爆，其威力为12。2万吨TNT当量。这次试验的成功，证明了邓稼先、于敏的“邓—于方案”切实可行，也预示着中国的第一颗氢弹即将诞生。