大家開心地慶祝已經成功爆炸一顆小型氫彈，完全可以在法國之前爆炸一顆名副其實的氫彈，讓太陽的光芒閃耀中國的大地。由於江水寧的身份問題，黃凱華已經無法再參與研究工作。氫彈試爆當天，王懷民將黃凱華的名字一併寫在工作證上。正在大家等着飛機投放639的時候卻突然出現意外，好在備飛預案啓動，在周總理親自安排下聶榮臻親臨現場指揮，中國爆炸了一顆成功的完全屬於自己的氫彈，我國的氫彈研究時間比世界上任何一個國家都要短，而這得到了國際的認可進入世界核武器先進國家行列。

一場集體婚禮在基地食堂舉行，王懷民和楊佳蓉、陶志綱和鍾心在同一天結婚。大傢伙高興，由傅首長代表講話，這一路的風風雨雨幸福來之不易。陶志綱在臺上大講自己和鍾心的戀愛過程，又許下一輩子的承諾。這個時候，公安人員悄悄控制了禮堂，他們告知王懷民，在北京抓獲的一名特務原名姓楊，確實爲楊佳蓉的二叔，而在他留下的書信中有楊佳蓉明確的通敵證據，將被逮捕。王懷民不顧個人的政治前途堅持舉行完婚禮，向大家訴說楊佳蓉的故事，自己愛上楊佳蓉的歷程，楊佳蓉一步步成爲自己信仰的引領者和最忠實的伴侶。在傅首長的勸說下，公安人員同意等到婚禮結束。

婚禮結束後楊佳蓉就被押走，好不容易有家的振理眼睜睜看着楊佳蓉離開。陶志綱和傅首長還有王懷民都在拼盡全力救楊佳蓉。黃凱華撇清了特務嫌疑，但是因爲過錯巨大不能參與接下來的研究也不能離開基地，彭雄飛責怪黃凱華結婚太過沖動害了自己和楊佳蓉，黃凱華失落賠罪，正要離開時鐘培林告訴大家自己要去北京出差，帶着核材料去中央面見領導順便幫楊佳蓉和黃凱華求情。

大家好奇鍾教授到底是怎麼的留美大人物，原子彈和氫彈已經成功爆炸，鍾教授終於可以向大家透露自己到底是誰，鍾心介紹鍾教授就是國際著名的物理學家，如果沒有放棄原有的研究方向歸國可能早就獲得諾貝爾獎了，大家都對他敬佩不已，接着跟大家聊起未來核能戰略方向的問題。鍾教授和女兒告別，他還欠陶志綱一個道歉約定回來之後再說出。可是誰也沒想到，鍾教授乘坐的飛機在北京郊外遭遇雷暴天氣失事，鍾教授遺體被發現時他與警衛員緊緊擁抱在一起保護了他珍貴重要的文件數據。鍾心強忍住悲傷告訴了整個基地的同志，鍾培林爲了國家隱姓埋名，他的信仰、愛、忠誠會在每個同志的心裏留下烙印，永垂不朽。

1972年，黃凱華因江水寧事件，只能在基地做清潔工，而兒子建國也已經不認他了。因爲基地之外的政治氣候嚴峻，王懷民仍然毫無楊佳蓉的音信。革委會主任曹芒打算任命彭雄飛成爲院長助理，且明確告訴彭雄飛王懷民這樣只專不紅的科學家不可能再有出頭之日，又進一步鼓動彭雄飛緊緊地團結在革委會周圍，這樣才能在科學史上留下名字。在大會上，曹芒宣佈彭雄飛成爲院長助理。鍾心因爲第二次先兆性流產去省城看病，但是被曹芒點名批評。鍾心的身體可能不可以再懷上孩子了。

王懷民在會上提出要搞民用核電研究，把一系列被打倒的曾經參與過兩彈的同志重新啓用，但是曹芒完全不認同啓用那些有過黑歷史的同志，並且他的思想是擁有了核武器就可以戰勝壓過美蘇，王懷民的觀點與曹芒完全相反，彭雄飛似乎也站在了革委會一邊。在和曹芒針鋒相對之後，革委會中的人提出王懷民是要搞反動清算要和人民作對，王懷民成爲批判對象。常玉婷成爲彭雄飛的學術助理，奉曹芒的命令卻一直在監視彭雄飛。