毛泽东（唐国强饰）决定自力更生自主研究原子能。邓稼先在清华、北大、北航等高校挑选了28名学生，组成研究队伍，成为原子弹、氢弹研制的中坚力量，他们日夜奋战在原子弹教学模型大厅。在钱学森（陈建斌饰）的领导下，五院开始对苏制P-2导弹进行仿制。李觉少将选址金银滩基地得到邓小平的批示，开始着手建设。基地取名代号221，核武器基地负责人选择张蕴钰担任。张蕴钰在敦煌进行考察，为了保护敦煌遗址他不惜与苏联专家翻脸，经分析张蕴钰决定重新选址，选择了远离敦煌的地方取名马兰基地。