共29集
本剧通过“马兰的孩子们”重走当年路，勾连上世纪60年代初原子弹试验期间发生在马兰的故事。我国马兰核实验基地，原子弹实验进入到关键阶段。为了解除实验部队的后顾之忧，大批科技、保障人员的家属、儿女从全国不同城市进入马兰。初到基地的孩子们，对这里的一切都充满了好奇，他们在学习、生活、玩耍、游戏中渐渐感受着大人们的艰难困苦，以童真童趣对遇到的各类人或事进行着诠释，演绎了一个个令人忍俊不禁、感人至深的故事。直到1964年10月16日原子弹爆炸成功，他们才知道自己的父辈们是在何等艰苦的条件和恶劣的环境中，实现了中国的第一个强国梦——中国梦。重走当年路，如今已是花甲之年的“马兰的孩子们”感慨万千。
何玉山在妻子的细心治疗和照料下，很快苏醒了过来，等他再回到气象站，等着他的是全体战士在大门口迎接他。经过战士们的努力，气象站运转正常，得到消息的张司令给气象站发来了贺信，告诉他们罗布泊没有气象预报的历史被他们终结了，收到和贺信的战士们将何玉山和徐远征举了起来，欢呼雀跃。
建国一个人在戈壁滩上发愣，几个小伙伴知道他还在想弟弟建军，都围拢了过来，此时巨大的龙卷风来袭，小伙伴们拉着建国赶紧回家，一想到是龙卷风把弟弟刮跑了，建国怒不可遏，喊着要找龙卷风算账，为弟弟报仇，不顾小伙伴的阻拦朝龙卷风走去。小伙伴们眼看龙卷风朝建国席卷过来，连忙找到了林玉洁，林玉洁赶来把建国紧紧压在身子下，躲过了龙卷风。建国哭着问妈妈，弟弟是不是永远也不会回来了，林玉洁告诫建国，以后不允许他在这样做。
建国一个人来找爸爸，并问爸爸自己是不是他亲生的，何玉山非常奇怪建国为什么这么问，建国却说爸爸样样都能干，自己却什么也做不了，连建军穿的衣服，袜子，还有他的小喇叭都找不到，何玉山把建国带出来散步，告诉他来到这打隔壁的每一个人都是战士，是战士就有可能流血牺牲，也许建军在和风沙的斗争中牺牲了，但建国却依然不能接受这个事实，爸爸只能宽慰他，他说的是“也许”。
基地的孩子越来越多，张司令担心这群孩子，打算改“散养”为“圈养”，他让何玉山成立马兰小学，让孩子们安心到学校读书，但何玉山却犯愁，自己拿什么给孩子盖小学呢，他没想到，张司令早打算好了，他将基地的司令部腾了出来充当小学校舍。但校舍解决了，老师却又成了大难题，何玉山挖空心思想在基地内找一两个老师，但却连一个合适的人选都没找到。
林玉洁深夜下班回来，看到何玉山抱着脑袋垂头丧气，知道他还是为小学老师发愁，就提醒他徐远征的妻子林儒丫以前就是小学老师，但何玉山担心徐远征不同意，林玉洁便亲自登门拜访徐远征夫妇。果不其然，虽然林儒丫爽快答应了，但徐远征说什么也不同意，还搞得林玉洁下不来台，回到家里，林玉洁告诉何玉山，这事恐怕只有司令员出面了。
隔天，何玉山找到司令员告状，告诉他事情经过，这时林儒丫却亲自来找司令员，告诉他自己愿意当老师，并且这件事由她自己作主，司令员让何玉山带着林儒丫看看小学的环境。两人走后，他把徐远征找了来，打算当面做做工作。但没想到徐远征态度依然很坚决，硬是不同意爱人来小学当老师，司令员很生气，问他到底什么原因。徐远征只好实话实说，告诉司令员林儒丫有先天性心脏病，无法带着那么多孩子操心劳神。
司令得知实情，也不好强压头，便跟着徐远征来找林儒丫。何玉山和林儒丫正说着学校的事儿，却眼睁睁看着徐远征将儒丫拽回了家，司令只好告诉何玉山儒丫心脏病的事情，何玉山也没了办法。没有老师，马兰小学最后还是成立了。孩子们听到自己又能够上学了，都非常高兴。