陶志綱看的原來是美國投放原子彈的視頻，而美國人時刻用原子彈在要挾中國，傅首長告知我們中國人自己也要搞一個原子彈，陶志綱不敢相信他認爲原子彈沒那麼容易製造成功，而傅首長強調共產黨人就是從什麼都沒有和不會到現在建立新中國，所以原子彈也不是不可能成功的，至於陶志綱的任務就是保護研究原子能的科學家們，他必須要脫掉軍裝潛伏保護，爲了祖國不再受美國要挾，成爲強大的軍事國家陶志綱毅然脫下軍裝接受任務。

鍾教授回國和研究所的老孟說起國內的科研條件與美國比對確實落後了一個世紀，但有這些歸國的科學家的共同努力未來一定能趕超，至於林教授已經被成功營救不日就將回到國內。王懷民在小攤上和小販商量着買放大鏡和干涉濾光片，鍾教授對干涉濾光片也很有興趣，就在王懷民和商販交談中被鍾教授搶了先。鍾教授帶着寶貝找到方明將軍，方將軍告訴鍾教授國家現在有一件大事需要他，但是他一旦接受的話就意味着在以後的若干年裏要隱姓埋名消失在世界學術領域，要改變自己的研究方向，不能獲取最新的學術的成果，不能成爲頂級的科學家不能實現自己的科學理想，面對這些條件，鍾教授沉思片刻，堅定地回答自己願意，願意以身許國，方將軍和傅首長都很是激動，爲了國家鍾教授甚至改名爲鍾愛國。

陶志綱接受任務爲研究所A所篩選審查工作人員，A所人員審查嚴格很多人都被拒之門外。王懷民也來應徵，他知道A所就是研究原子能的機構，他表示自己在蘇聯留學是研究原子能物理的專家，自己瞭解很多關於原子能的情況，美國的核威脅加劇中國必須儘快有自己的原子能研究機構。王懷民一心想要進入機構，他的身家階級都很清白，父親是駐朝英雄部隊的軍人，哥哥在解放戰爭中犧牲，陶志綱決定把王懷民的情況上報領導。

A機構召集了更多從各地名牌理工大學的畢業生前來報道，黃凱華抱着自己的孩子在大門處等待，還有從北航畢業的雷達專家丁向軍和哈工大畢業的彭雄飛都應召加入，他們和許許多多受到召集的畢業生們閒聊，他們並不知道這個機構是做何方向的，但是必然事關國家機密，大家都有些興奮。王懷民爲爭取進入機構攔截鍾教授的車輛毛遂自薦，王懷民在中科院發表的論文鍾教授都看過，他在原子能方面的研究成就鍾教授很是欣賞，但是陶志綱懷抱對於王懷民的偏見阻撓其進入機構，無論鍾教授如何據理力爭都被其拒絕。

黃凱華因爲老婆離開無音訊所以只能帶着孩子去應徵，在召開會議之前又把孩子寄放在醫院裏，對於無人看管的孩子十分爲難。王懷民收到父親的來信，母親已經去世但是父親依然在朝鮮繼續任務無法回國，王父勸王懷民另娶良配照顧他和孩子的生活。加入A所的科學家們在陶志綱的帶領下宣誓，嚴格遵守保密制度，承擔保密國家機密安全的重要任務。宣誓完畢，鍾教授拿出一塊鈾礦石展示給大家看，它具有核反應，在座的各位見到鈾礦石都很激動，鍾教授向大家交底，A所就是原子能研究機構，機構的研究方向就是原子彈，研究出屬於中國自己的原子彈，爲了祖國的強大和世界的和平與發展，這將是這個時代最偉大的工程，在座的各位科學家爲此將奉獻自己的青春。

王懷民回到家中，楊佳蓉正帶着小振理照顧小兔子，振理對於楊佳蓉的依賴非常深，王懷民也十分放心地將振理交給楊佳蓉照顧。歷經幾年鍾心終於回國，鍾教授很開心女兒回到國內，父女兩終於團圓，可以一起爲國奉獻。王懷民考慮再三決定自己來照顧振理，但是王懷民沒日沒夜研究、振理週末不用上幼兒園、振理生氣耍脾氣的時候，王懷民都無法很好地照顧好他，所以楊佳蓉根本沒法放心，她不怕人家說閒話願意照顧振理，除非王懷民願意再婚，但這條已然行不通，所以還是由楊佳蓉來照顧。在中國核工業的研究過程中有很多蘇聯的科學家援助，幫助中國核工業走上起步階段，但面對蘇聯專家的學術交流我國的科學家還是稍顯不足。王懷民去找楊佳蓉時才知道她已經離開原來工作的醫院。