兩彈小組除了大家的一腔熱情只剩下重重困難，陶志綱帶著幾位剛分配下來的新同志到實(shí)驗(yàn)室和大家見面，其中有一位叫常玉婷的女生直接對(duì)著王懷民做自我介紹，王懷民對(duì)其態(tài)度平常。黃凱華被調(diào)到兩彈結(jié)合小組，但其為639準(zhǔn)備的一系列理論知識(shí)就要轉(zhuǎn)移給黃凱華，即使再覺得可惜也表示自己會(huì)遵從上級(jí)安排好好工作的。陶志綱和鐘心在操場(chǎng)散步，聊著如何讓鐘心的父親鐘培林同意二人的婚事，正巧看見楊佳蓉獨(dú)自坐在操場(chǎng)邊垂淚。
楊佳蓉手中拿著王懷民給的信抱住鐘心說自己很難受，陶志綱和鐘心才知道王懷民的情況，陶志綱倒是果決提議霸王硬上弓，把酒席、賓客和新娘子都準(zhǔn)備好直接逼迫王懷民成婚，但是鐘心認(rèn)為王懷民的決定倒是為兩人以后著想，結(jié)為夫妻之后要面對(duì)的抉擇可能更痛苦，楊佳蓉聽不進(jìn)一切提議質(zhì)疑是否為國(guó)家做貢獻(xiàn)的科學(xué)家都無法擁有愛情。王懷民依舊咳嗽不斷持續(xù)研究，因?yàn)闅鋸椀谋ó?dāng)量計(jì)算不夠，常玉婷卻莽撞提出自己的算法被王懷民批評(píng)，只有彭雄飛為其說話。江水寧已經(jīng)在生活區(qū)的供銷社工作。
彭雄飛為自己沒有當(dāng)上主任感到有些不忿，倒不是在乎官位只是這關(guān)乎榮譽(yù)和組織的信任讓其特別心寒，即使這樣還是沒有影響其繼續(xù)研究爆轟。江水寧和黃凱華一起收拾屋子，黃凱華發(fā)現(xiàn)垃圾桶里有許多量子圖形的草稿紙，黃凱華雖然有所懷疑但還是被江水寧掩蓋了過去。第二日江水寧拿出自己給黃凱華買的新皮鞋還半撒嬌似哄著黃凱華穿去上班。兩彈結(jié)合小組內(nèi)部分歧嚴(yán)重，鐘心與人針鋒相對(duì)，因?yàn)閷?dǎo)彈研究組始終堅(jiān)持要鐘心小組將原子彈的設(shè)計(jì)完全服從于導(dǎo)彈。
鐘教授及時(shí)趕到聽取兩邊的意見，又竭力勸說兩邊不僅從技術(shù)層面思考兩彈結(jié)合更要堅(jiān)持兩彈信念，克服困難完成任務(wù)。經(jīng)勸導(dǎo)后才冰釋前嫌，雙方?jīng)Q定精誠(chéng)合作。黃凱華因?yàn)槿テD苦的地方工作所以把皮鞋換下交給江水寧清洗，江水寧把黃凱華鞋底的灰塵收集。指揮室內(nèi)，彭雄飛正在分析試驗(yàn)進(jìn)度，醫(yī)院打來電話通知他李彩蘭馬上要生了。彭雄飛急忙趕往醫(yī)院時(shí)，彩蘭已經(jīng)生下了女兒，彭雄飛高興激動(dòng)地不得了直呼女兒是爸爸的小棉襖。傅首長(zhǎng)找陶志綱談話說起他的感情問題，陶志綱表示自己會(huì)堅(jiān)持，但是傅首長(zhǎng)指示交代其不要因?yàn)楦星閱栴}影響到科研工作，陶志綱立刻保證。
彩蘭和彭雄飛的女兒腦袋出現(xiàn)一點(diǎn)小異常，但經(jīng)過醫(yī)院全面檢查是完全沒有問題的，孩子和彩蘭沒有問題，又有彭雄飛在照顧著，大家都放心回去各自崗位。醫(yī)院走廊上，楊佳蓉注意到江水寧的面色不太正常，建議她去產(chǎn)科檢查身體，江水寧聽后心中一驚。王懷民再次抽血檢查，王懷民拒絕讓楊佳蓉做自己的主治醫(yī)生，石紅英遞給他一份全新的治療方案后忽然淚流滿面。
原來?xiàng)罴讶貫榱苏业礁玫闹委煼桨福m著王懷民用自己的身體做試驗(yàn)，王懷民堅(jiān)決反對(duì)的同時(shí)也深受感動(dòng)�？h城招待所，江水寧將自己收集的黃凱華鞋底的灰土交給老康帶回去分析研究，江水寧通過供銷社商品銷售數(shù)量推算基地科技人員人數(shù)，分析黃凱華沒有參與氫彈研究而且改行轉(zhuǎn)去研究導(dǎo)彈。
第32集：王懷民與楊佳蓉和好 江水寧再次接到特務(wù)任務(wù)
鐘心和張來相互鼓勵(lì)咬緊牙關(guān)拿下兩彈研究，路上陶志綱開著車來找她，陶志綱為婚事苦惱，鐘心卻全身心投入兩彈結(jié)合研究，兩人沒有什么時(shí)間在一起。陶志綱決定支持鐘心為先關(guān)心其要照顧好身體�？粗h(yuǎn)去的鐘心陶志綱倒是真覺得科學(xué)家和其他人之間有堵很高的強(qiáng)。心事重重的江水寧想起自己向老康匯報(bào)的懷孕情況，老康要其生下孩子好控制黃凱華，又遇見陶志綱要采購(gòu)燈泡和手套，就這樣意外摔倒。
江水寧醒來后得知自己因?yàn)閼言袊?yán)重貧血，幸好這次摔跤沒有影響到孩子，重要的是基地里的同志知道江水寧缺血就趕來獻(xiàn)血，江水寧得到大家的照顧心中很是糾結(jié)也很愧疚。氫彈的研究一時(shí)陷入僵局，陶志綱突發(fā)奇想，竟然啟發(fā)了王懷民和彭雄飛。楊佳蓉一直在醫(yī)院里陪著江水寧，看著睡著的楊佳蓉，江水寧拿出了老康設(shè)計(jì)陷害楊佳蓉的信，是楊佳蓉的二叔親筆寫出的，而信會(huì)使得楊佳蓉萬劫不復(fù)甚至?xí)绊懙酵鯌衙瘢@樣就進(jìn)一步地破壞了氫彈的研究，江水寧很是糾結(jié)。
夜深了，兩彈結(jié)合小組的同志們?nèi)栽谂ぷ�，傅首長(zhǎng)囑咐大家回去休息。楊佳蓉在夢(mèng)中說的王懷民有生命危險(xiǎn)被江水寧聽見。傅首長(zhǎng)還未完全離開，卻發(fā)現(xiàn)那間大辦公室的燈又重新亮了起來，傅首長(zhǎng)也無奈科學(xué)家們的工作熱情只好放開讓他們研究。楊佳蓉和江水寧說了自己與王懷民一些事情，江水寧為兩個(gè)人感情的錯(cuò)過感到生氣，表達(dá)自己觀點(diǎn)的過程中情緒有些激動(dòng)，但時(shí)代的特殊性賦予每個(gè)人特殊的任務(wù)，如果不犧牲自己那很多人就沒有未來何談美好的未來，每個(gè)人都竭盡全力地奮斗著，這一番話讓江水寧很是難過竟然哭了起來。
大家研究通宵終于下班，黃凱華收到一封信。王懷民特意等在楊佳蓉辦公室外找其看病，他已經(jīng)向組織申請(qǐng)作為楊佳蓉研究輻射的一個(gè) “試驗(yàn)品”，楊佳蓉接受帶著王懷民到了實(shí)驗(yàn)室，換衣服的過程中口袋里掉出了一張紙，打開后發(fā)現(xiàn)那不是老康轉(zhuǎn)交的信件，江水寧因?yàn)榱夹膯栴}還是撕掉那封信并吃了下去。黃凱華去醫(yī)院看見江水寧正在吃些什么東西，面對(duì)黃凱華的疑問，江水寧敷衍了過去。
王懷民參與彭雄飛的爆轟實(shí)驗(yàn)，此次的爆轟結(jié)果不錯(cuò)可以作為氫彈研究的開端。因?yàn)榻畬幧眢w不適，黃凱華背著其回家，兩人聊起了豬八戒和高小姐的愛情，江水寧還是說出了自己的心里話，她不希望黃凱華是個(gè)擁有秘密任務(wù)的科學(xué)家。1966年5月攜帶模擬核彈頭的核導(dǎo)彈冷試驗(yàn)成功，兩彈部門結(jié)合的很完美，接下去就是鐘心即將開始核導(dǎo)彈熱試驗(yàn)，但這個(gè)實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的是安全問題，全部要按照預(yù)定狀態(tài)下運(yùn)行，這還是鐘心團(tuán)隊(duì)的功勞。鐘心回國(guó)之后面臨了三次研究方向的選擇，但是她沒有任何怨言只有我愿意三個(gè)字，林教授也對(duì)其公開表揚(yáng)。
基地生活區(qū)，王振理、黃建國(guó)等幾個(gè)小孩子正在玩扔石子，建國(guó)的扔法被其他孩子取笑，江水寧便運(yùn)用物理知識(shí)教兒子建國(guó)，結(jié)果建國(guó)打碎了遠(yuǎn)處的一塊玻璃，他拉著江水寧跑開，匆忙之中，江水寧沒來得及擦掉寫在地上的物理公式，兩人在一邊建國(guó)突然說自己覺得江水寧越來越不像特務(wù)，這番話讓江水寧有些憂心。江水寧留下的圖畫恰好被黃凱華看見。江水寧再次去見老康，老康質(zhì)疑江水寧的工作進(jìn)展，江水寧解釋基地的安全性能特別高，而且建國(guó)說過自己是特務(wù)，老康要江水寧殺死建國(guó)栽贓到楊佳蓉和王懷民身上，進(jìn)而破壞基地的研究核心。老康威脅江水寧必須在三天之內(nèi)殺死建國(guó)否則江水寧就要先死。陶志綱找到黃凱華問鐘心的去處。
第33集：原子彈搭載導(dǎo)彈實(shí)驗(yàn)成功 江水寧特務(wù)身份曝光遇險(xiǎn)
陶志綱向黃凱華打聽鐘心最近的情況，黃凱華卻給他普及了很多關(guān)于導(dǎo)彈的知識(shí)，又告訴其兩彈小組中有七名同志自愿成為導(dǎo)彈控制員，他們都留下遺書時(shí)刻準(zhǔn)備犧牲，黃凱華安慰陶志綱里邊可能不會(huì)有鐘心。事情卻相反，鐘心果決地交出了遺書志愿成為導(dǎo)彈控制員，與鐘教授告別時(shí)鐘教授答應(yīng)只要她能活著回來就答應(yīng)她與陶志綱結(jié)婚。這是一項(xiàng)關(guān)乎于全民族一百多年來夢(mèng)想的任務(wù)，就是在這一天兩彈實(shí)驗(yàn)成功，標(biāo)志著中國(guó)已經(jīng)擁有能夠用于實(shí)戰(zhàn)的核導(dǎo)彈。不光如此，639的研制也已經(jīng)到了最后的關(guān)頭，大家伙都激動(dòng)地不行。
老康聽著廣播里在中國(guó)共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下核武器已經(jīng)成功的消息十分嫉恨，江水寧與他都躲在暗處觀察黃建國(guó)。王懷民再次來到楊佳蓉處檢查身體，王懷民體內(nèi)的放射性物質(zhì)已經(jīng)慢慢減少，多項(xiàng)指標(biāo)都趨于正常，他能繼續(xù)活向美好的未來。楊佳蓉拉著王懷民的手到眾人面前要王懷民答應(yīng)自己，在他任務(wù)結(jié)束的那天兩人就結(jié)婚，因?yàn)橐郧暗哪懶扇酥g錯(cuò)過了很多機(jī)會(huì)，現(xiàn)在楊佳蓉好不容易勇敢了起來，王懷民堅(jiān)定地許諾等任務(wù)完成不管生死無所畏懼一定與楊佳蓉結(jié)婚，兩人相擁。
江水寧想要傷害建國(guó)可是終究不忍心還是交代建國(guó)最近要時(shí)刻小心除非見到父親不然不要和任何人走，建國(guó)乖巧答應(yīng)。鐘心帶著資料被一群人圍著，幸虧陶志綱帶著戰(zhàn)士及時(shí)趕到解救鐘心。江水寧突然收拾行李要去北京，只和黃凱華說舅舅病重自己要臨時(shí)回去，黃凱華心中起疑在送江水寧離開時(shí)問她還有啥要對(duì)自己坦白的，江水寧叮囑黃凱華要保護(hù)好自己和建國(guó)又依依不舍地抱著黃凱華然后乘車離開。鐘心帶著絕密資料回到基地交給王懷民，這一切得虧陶志綱，鐘教授與陶志綱握手感謝哪知陶志綱抓著手就是一通親熱地叫著岳父，鐘教授想起自己的承諾最終還是默認(rèn)。
黃凱華表面不動(dòng)聲色，卻坐著下一趟車跟了上去。江水寧看到黃凱華跟來錯(cuò)愕不已，黃凱華坦白自己雖然平時(shí)專注研究但是搞科研的自己很注重觀察，江水寧送給自己的皮鞋刮擦太過干凈、而且她能看懂?dāng)?shù)據(jù)的演算過程、還有她上次吃下的紙，這些都讓黃凱華產(chǎn)生了懷疑。說話間，她看到了外面的老康，為了黃凱華的安全江水寧設(shè)計(jì)獨(dú)自離開去見老康，拿出假資料混淆得以槍指老康，但是老康似乎掌握了黃凱華的安全以此威脅到了江水寧。
王懷民發(fā)現(xiàn)黃凱華失蹤，急忙找到陶志綱，從黃建國(guó)的口中得知黃凱華有危險(xiǎn)，得到消息的陶志綱迅速帶人趕往縣城。廢棄的廠房里，老康拿性命威脅逼迫黃凱華寫出絕密資料。在老康的威脅下，黃凱華寫下了一組方程式，老康命令江水寧解開方程，結(jié)果竟然是《歌唱祖國(guó)》的曲譜，黃凱華是怕死但是絕不會(huì)屈服于敵人的槍下，就在老康要傷害江水寧的時(shí)候陶志綱及時(shí)趕到，老康自盡。江水寧被帶走搶救，她的性命保住但是孩子不幸流產(chǎn)，江水寧的認(rèn)罪態(tài)度很好根據(jù)口供北京又抓獲兩名特務(wù)，黃凱華因?yàn)樯姘柑钜惨桓綦x審查，大家都十分關(guān)心相信黃凱華，因?yàn)楫?dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的殘酷還有黃凱華扛下所有寫下的《歌唱祖國(guó)》都值得大家相信。
“文化大革命”初期正在發(fā)展中的核工業(yè)受到了影響和干擾，為了穩(wěn)定局面，黨中央領(lǐng)導(dǎo)人親下指令保證核工業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。鐘教授向傅首長(zhǎng)匯報(bào)基地資料被人多勢(shì)眾的大串聯(lián)分子搶奪并且要運(yùn)走，他們連傅首長(zhǎng)的命令也不遵從，楊佳蓉和一眾科學(xué)家們手挽著手?jǐn)r住串聯(lián)分子裝有資料的汽車離開，又是陶志綱帶著士兵及時(shí)趕到，這些人的一舉一動(dòng)完全可以被視為間諜罪，他們要經(jīng)過嚴(yán)格搜查才能離開基地。彭雄飛爆轟實(shí)驗(yàn)失敗，鐘心正式加入氫彈研究小組，王懷民通過簡(jiǎn)單的算式提醒大家每一個(gè)小點(diǎn)持續(xù)積累就會(huì)變成更大的點(diǎn)。
激情的歲月第34集 預(yù)告
由于江水寧的身份問題，黃凱華已經(jīng)無法再參與研究工作。氫彈試爆當(dāng)天，王懷民將黃凱華的名字一并寫在工作證上。隨著飛機(jī)投彈，我國(guó)第一顆氫彈爆炸成功！
一場(chǎng)集體婚禮在基地食堂舉行，王懷民和楊佳蓉、陶志綱和鐘心在同一天結(jié)婚。這個(gè)時(shí)候，公安人員悄悄控制了禮堂，他們告知王懷民，楊佳蓉涉嫌特務(wù)活動(dòng)，將被逮捕。王懷民堅(jiān)持舉行完婚禮，在傅正川的勸說下，公安人員同意等到婚禮結(jié)束。
鐘培林告訴大家自己要去北京出差，接著跟大家聊起未來核能戰(zhàn)略方向的問題。鐘培林乘坐的飛機(jī)在北京郊外失事，他用生命保護(hù)了重要的文件。
1972年，黃凱華因江水寧事件，只能在基地做清潔工，而王懷民仍然毫無楊佳蓉的音信。
革委會(huì)主任曹芒宣布彭雄飛成為院長(zhǎng)助理。在和曹芒針鋒相對(duì)之后，王懷民成為批判對(duì)象。常玉婷成為彭雄飛的學(xué)術(shù)助理，卻一直在監(jiān)視彭雄飛。
激情的歲月第35集 預(yù)告
王懷民得到了楊佳蓉的消息，他不顧路途顛簸，終于和楊佳蓉再次相見。雖然見面的時(shí)間很短，但二人十分珍惜在一起的每分每秒。
基地里，黃凱華叫住了彭雄飛，并遞給了彭雄飛一份研究報(bào)告，這是黃凱華在業(yè)余時(shí)間做的關(guān)于民用核電技術(shù)的研究。彭雄飛承諾一定會(huì)遞交，也一定會(huì)幫大家平反。
彭雄飛得知常玉婷自作主張丟棄了黃凱華的報(bào)告，深感茫然無力。陶志綱被下放到收發(fā)室看門，鐘心來給他送被子，環(huán)境的艱難加深了他們的感情。工廠倉庫外，失魂落魄的陸大海遇到了正在吃力整理箱子的方小云，這才知道方小云是因?yàn)楦赣H被打倒，怕連累自己才提出分手。
黃凱華去監(jiān)獄看望江水寧，江水寧從黃凱華的衣著細(xì)節(jié)中發(fā)覺其處境的艱難。為了能讓黃凱華不再受自己牽連，她在監(jiān)獄自盡。黃凱華回憶起二人曾經(jīng)相處的美好時(shí)光失聲痛哭。
激情的歲月第36集 預(yù)告
彭雄飛發(fā)現(xiàn)常玉婷偷翻自己的辦公桌，他趕走了常玉婷。楊佳蓉終于回來了，王懷民急切地想趕過去找她，此時(shí)方小云突然跑來說車間著火了，王懷民和陶志綱急忙去車間救火。楊佳蓉也聽到消息，主動(dòng)前往火場(chǎng)救援，二人相遇后緊緊相擁。
中央決定派軍隊(duì)接管西部基地，巴圖回到西部基地掌管武警保衛(wèi)工作。傅正川也回到了西部基地，結(jié)束了混亂局面。
宿舍里，大家聚在一起包餃子吃，黃凱華帶著已經(jīng)投身核電研究的丁向軍走了進(jìn)來，老友重逢，大家都濕了眼眶，當(dāng)初的A所四大才子時(shí)隔多年終于重聚。
王懷民因肺部感染只剩下半年的生命，楊佳蓉明白他無法放棄研究，決定陪他走完最后的日子。1978年春天，全國(guó)科學(xué)大會(huì)召開前夜，王懷民和楊佳蓉微笑著留下了最后一張合影……
1999年，蒼老的楊佳蓉來到夫妻樹前，向王懷民訴說著后輩們的成績(jī)。遠(yuǎn)方，是欣欣向榮的核工業(yè)之城……
