1952年的上海，港務局青年活動會上，黃旭華和李世英相識。那是李世英第一次給黃旭華理髮，沒想到一理就是一輩子。李世英要去大連讀大學進修，離開的那天，李世英跑到港口和他告別，黃旭華的船已經走遠，她就把東西留給劉主任拜託她一定要交給黃旭華，裏面是一把推子。

1954年，上海船舶工業管理局。剛從列寧格勒造船學院畢業的嚴保國作爲蘇聯專家瓦西里的翻譯回國爲祖國效力。關於仿製魚雷艇，黃旭華向瓦西里提出了自己心中的疑問，卻被告知只需要學會仿製就好，因爲中國目前的工業不足以建造潛艇，就算被侵略，蘇聯也會保護好我們的。結束後黃旭華依然追着向瓦西里提問，結果被嚴保國阻止了，說他剛纔的舉動太過分了，也希望他能清醒一點，老大哥現在只想教我們仿製，除此之外什麼都別想。可黃旭華不是這麼想的，他想學到更多。午飯時，黃旭華帶着家鄉的酥肉，用生疏的俄語向瓦西里提問，人家聽不懂他就用肢體語言，被嚴保國生拉硬拽趕了出去。

某個雨天，黃旭華正在學習俄語，遇見了同在公交車站躲雨的李世英，她來這裏當翻譯。第一次給蘇聯專家做翻譯，嚴保國提醒李世英不要給黃旭華做翻譯，他嘴裏蹦不出幾個單詞，卻還非追着蘇聯專家聊天。李世英當然沒有聽他的，黃旭華一貫第一個舉手提問，李世英也認認真真地幫他翻譯。下課後，李世英再一次幫黃旭華剪了頭髮，黃旭華則拿着鏡子偷看她。這一幕引來了不少人的圍觀，瓦西里都爲他們的愛情鼓掌。

不久後，黃旭華和李世英結婚了。同事朋友們送來祝福，黃旭華和嚴保國在婚禮上高談闊論，被生拉開後才一起跳舞。1958年，黃旭華和李世英已經生下了一個女兒，黃旭華對她十分寵愛，每天怎麼抱都抱不夠。上班後，黃旭華被呂所長叫去，給了他一封介紹信和火車票，讓他馬上出發去北京。火車是十點的，黃旭華甚至來不及回家收拾衣服，只能寫下臨時出差的紙條折成船的樣子，讓嚴保國把這個交給李世英。

嚴保國和春玲搞不懂黃旭華到底去了哪兒，李世英卻很放心，他說了勿念，也說過很快就會回來的。到北京後，黃旭華拿着介紹信來到北京海軍參加會議，認識了來自福建的趙達生和海軍劉宏元，他們對將要開的會一無所知。會議開始後於所長讓他們把本子收起來，不要做記錄，他們要從事的工作保密性極強，從現在起要斷絕與外界的聯繫，無論是妻子、父母還是朋友都不能暴露工作單位，一輩子都要做無名英雄。聞言氣氛沉重，卻沒有人退出。於所長便宣佈了大家來這裏的目的，從即刻起，開始研發我們自己的核潛艇。他們面對國旗宣誓，像核潛艇一樣潛入深海，不知何年再與親人朋友相見了。忠於祖國忠於黨，嚴守祕密遵守紀律，不達目標，絕不放棄！

呂所長去通知李世英，說黃旭華有任務暫時不能回來，要在北京待一段時間，無論家裏有什麼事情組織上都會幫助她，李世英對此一頭霧水，也十分擔心。大家擠在軍樂團的樓裏做研究，天氣炎熱，所長挨個兒給大家發了冰棍。黃旭華和趙達生、出去買書，回來的時候卻因爲沒有證件回不去了，還被所長給訓了一頓。他們抱怨自己是雜牌軍，所長卻說他們就是雜牌軍，隱身的滋味纔剛剛開始，未來許多年都將如此。