新中國(guó)建立之初，大難初定，百?gòu)U待興。然而國(guó)際局勢(shì)分外險(xiǎn)惡，中華人民共和國(guó)仍處在風(fēng)雨飄搖的關(guān)鍵時(shí)刻。近有盤(pán)踞臺(tái)灣的國(guó)民黨政權(quán)蠢蠢欲動(dòng)，時(shí)刻準(zhǔn)備反攻大陸；外有美國(guó)為首的帝國(guó)主義伺機(jī)推翻新中國(guó)，從中漁利。為了與對(duì)手和列強(qiáng)抗衡，中共審時(shí)度勢(shì)，敞開(kāi)胸懷招攬海外的華人科學(xué)家歸國(guó)，共同發(fā)展國(guó)防事業(yè)。感受到了祖國(guó)的召喚，錢(qián)學(xué)森（陳建斌飾）、鄧稼先（鄭國(guó)霖飾）、錢(qián)三強(qiáng)（楊洪武飾）等科學(xué)家懷著一顆赤子之心，突破重重阻力投向祖國(guó)的懷抱。與此同時(shí)，國(guó)際上風(fēng)云變幻，中蘇關(guān)系交惡，抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)也令原子彈的陰影進(jìn)一步威脅中國(guó)的安全。科學(xué)家們與祖國(guó)人民團(tuán)結(jié)一心，為打造屬于自己的“兩彈一星”付出了無(wú)盡的努力……