1961年1月，從事基礎領域研究的研究員于敏突然被帶走問話，是關於他在國民黨後勤軍官的叔叔于振林的，因爲他要照顧奶奶一家，于敏每個月都會給他匯錢。于敏被帶走後妻子孫玉芹急匆匆地帶着女兒去找領導老郝，問他是不是犯了大錯誤。老郝連忙去找了部長，他是絕對相信于敏的。在老郝和部長的保證下，于敏才能夠脫身。

于敏和孫玉芹一直在爲出國留學做準備，爲此還特地改了一身特別好看的西服。老郝匆匆來找于敏，打着看戲的名義約于敏談事。于敏看得出來老郝的意圖，孫玉芹也就帶着女兒於元回家去了。看完戲老郝才道出來意，老郝想把于敏調去別的領域，去做氫彈理論預研工作。于敏同意了，老郝驚訝於他的爽快，他本是個角兒，可是一旦過去就要從零開始，點了頭不僅要放棄留學，放棄之前的所有榮譽，更要隱姓埋名把這個祕密帶到墳墓裏，從明天起誰也不會知道于敏在做什麼，包括家人。于敏的態度依然很堅決，想要和平就要有不把打仗的底氣，這就是核平衡。既然我們造的就是底氣，這是關乎國家存亡的事情，必須幹！

這件事情孫玉芹全然不知，還在爲留學做準備，苦練英語。于敏告訴師傅不用把衣服改成西裝了，晚上又告訴孫玉芹說他只能每個禮拜天回來，也不出國了。孫玉芹實在想不通於敏要去幹嘛，老郝也是支支吾吾的，于敏索性順着她的話說是做炸彈。次日，于敏正式去上班，第一日就聽到大家在爭論一個專業問題，他也說了幾句，也把大家擅長的領域分析地很透徹。老郝趕來後大家才知道，原來這個看起來很厲害的人就是于敏。老郝安排于敏和陸傑一起搭檔，不過也許是剛剛的爭論陸傑沒有理會於敏。

孫玉芹把厚厚的，記滿英語單詞的筆記本燒了，于敏則從此投身進了氫彈基礎的理論研究中。陸傑一直不服氣于敏，所以和于敏打一場賭，同事們擠在一起看他們的熱鬧。于敏輸給了陸傑，繞着操場跑了好幾圈大喊“我輸給陸傑”了。但于敏只是這一把輸給陸傑了，剛跑完沒歇口氣于敏就說他的算法和報紙上的數據都有問題，陸傑對此不屑一顧。

于敏總是第一個去食堂打飯，走的時候還帶點蘿蔔條，同事們都以爲他是爲了佔便宜，陸傑也諷刺他不應該這麼幹，還偷偷把蘿蔔條拿走了。直到于敏趴在桌上腹痛難忍，陸傑才意識到問題的嚴重性。送到醫務室後他才于敏有十二指腸潰瘍，肚子餓更容易加劇疼痛，這也是老毛病了。經此，大家才解開了對於敏的誤會，再次回去工作後，于敏發現自己的抽屜裏塞滿了糧食。于敏週末回家時也忙着研究，最近糧食緊缺，孫玉芹讓他去剪點兒柳樹芽，至於怎麼喫她有辦法。

科研工作難，再加上食物不夠，大家常常熬到晚上餓得兩眼冒金星，陸傑也是。爲了解決這個問題，于敏帶着大家下水撈魚，不過他水性不太好，就在岸邊等着。于敏的姐姐於愫來家裏了，鄰里都傳於敏政審出了問題孫玉芹要和他離婚，於愫纔會拿着這麼多東西來勸她。