新中國建立之初，大難初定，百廢待興。然而國際局勢分外險惡，中華人民共和國仍處在風雨飄搖的關鍵時刻。近有盤踞臺灣的國民黨政權蠢蠢欲動，時刻準備反攻大陸；外有美國為首的帝國主義伺機推翻新中國，從中漁利。為了與對手和列強抗衡，中共審時度勢，敞開胸懷招攬海外的華人科學家歸國，共同發(fā)展國防事業(yè)。感受到了祖國的召喚，錢學森（陳建斌 飾）、鄧稼先（鄭國霖 飾）、錢三強（楊洪武 飾）等科學家懷著一顆赤子之心，突破重重阻力投向祖國的懷抱。與此同時，國際上風云變幻，中蘇關系交惡，抗美援朝戰(zhàn)爭也令原子彈的陰影進一步威脅中國的安全。
科學家們與祖國人民團結(jié)一心，為打造屬于自己的“兩彈一星”付出了無盡的努力……
張云龍 于朦朧 關曉彤 張佳寧 鞠婧祎 高偉光 李宗霖 王瑞子 代斯 彥希 張峻鳴 高泰宇 吳旭東 朱嘉琦 唐國忠 單思涵 趙振廷 趙文瑄 周海媚 甘婷婷 馬德鐘 盧星宇 何中華 傅浤鳴 傅天驕 楊柳 劉洲成 陳文波
黃景瑜 肖戰(zhàn) 鐘楚曦 李幼斌 毛林林 傅浤鳴 徐洪浩 孫遜 侯夢莎 劉曉潔 趙荀 張進 毛毅 夏侯鑌 何政軍 張志堅 白鹿 程煜 杜源 張紹剛 秦沛 史蘭芽