正因林天诚看在丁富贵与丁梨的亲戚关系，不想把事情闹得太大，只要求丁富贵归还全部赃款后自首。丁梨得知此事，主动来找林天诚替丁富贵求情，岂料林天诚软硬不吃，气得他临走前还不忘撂话威胁。
张岚千里迢迢从美国赶回，当她看见孟志远虚弱地坐在病床上，心里百感交集。如今物是人非，孟志远希望张岚照顾好女儿，张岚逐渐理解孟志远对核电事业的坚持，后悔当年不该任性离家。
尽管张岚想要补偿这些年对女儿的亏欠，给她买了礼物和衣服，可是孟晓薇与张岚毫无感情，见面后又格外疏远。叶家明为能拿出优秀的堆芯方案，整个人处于废寝忘食的状态，终于在图书馆里找到想要的答案。
隔天清早，岳长山召集大家进行投票，193方案以12比6的票数胜出。正当许济川志得意满，认为结果尘埃落定之时，叶家明匆忙赶了过来，直接在黑板上写出最新数据，详细讲述优化后的177方案。
在场科研人员热烈讨论起来，许济川大受震撼，建议重新投票。叶家明体力不支走到隔壁房间休息，等他醒来已经天黑，通过许济川获悉177方案以绝对优势胜出。
这天晚上，叶家明和许济川进行了深刻交谈，尽管他们对于核工业未来发展持有不同观点，总体思想一致，属于同类人。作为惺惺相惜的对手，二人握手言和，决心为中国核电事业拼尽全力。
虽然安全阀如期抵达秦昌核电站，可是安装后运行出现问题，始终无法满足条件，只好聘请外国技术专家戴维斯来此指导。然而戴维斯拿出准备改造安全阀，却不让工程师们靠近，钟大功有些不满，觉得他像防贼似防着大家。
林天诚遭恶意举报行贿受贿，保卫科的贾科长亲自过来调查，安排人员在林天诚办公室搜寻证据。虽然贾科长没有透露举报人的身份，但是林天诚猜出丁梨在背后搞鬼。
当晚丁梨主动来找林天诚，假惺惺地表达关心，实则一肚子坏水，还想怂恿林天诚跳槽艾能能源集团，从而把他贪污的罪名坐实。林天诚看出丁梨的用意，完全没有理会，反倒是叶家明被贾科长喊去问话，吓得媳妇连忙去向岳长山求助。在岳长山的干涉下，贾科长不得不放人，叶家明重新返回核电基地。
丁梨的儿子丁钉嚣张跋扈，出言侮辱林奇没有妈妈，继而惹怒他和叶启辰，惨遭暴揍，就连电动小汽车都被踩坏。丁钉扬言要告诉家长，林奇为防止事情闹大，于是决定帮丁钉修复小汽车，还专门带着工具去卸载汽车上的核电装置，林启辰和孟晓薇对林奇的能力半信半疑。
等到戴维斯处理完安全阀的问题，叶家明想要查看图纸遭到拒绝，其他人都围着观看，时不时在本子上写写画画，记录他安装过程。戴维斯查看大家画的结构图，直接圈出结构图的几处错误，也算是变相帮助他们。
对于这种情况，岳长山早已司空见惯，跟大家分享起十几年前中外技术交流的场景，同样是遭遇冷眼和冷板凳。岳长山与叶家明的观点相近，那就是坚持自主研发，从无到有需要过程，最终的结果才是重中之重。
经过研究院领导开会商讨，准备拿出部分资金成立现场攻关试验室，集中核心骨干力量。岳长山向大家宣布这个好消息，叶家明继续跟进177堆芯方案，至于许济川和钟大功则是各自负责技术研发以及安全阀。
女高管再次来找林天诚，愿以丰厚报酬和条件吸引他的加入，显然他极具野心和报复，与其从采购员慢慢晋升主任的位置，他更想要成为这个行业的决策者。所以林天诚听到女高管为自己筹划的未来，不免有些心动。
孟晓薇连续多日没有见到父亲，于是委托林天诚帮忙把磁带录音交给孟志远。磁带里是女儿思念关心的话语，还有反复练习过的歌曲，孟志远坐在病床前痛哭流涕，旁边的张岚亦是如此。
之前林奇和叶启辰答应帮忙修复小汽车，果然他们找到核动力马达后，第一时间把丁钉喊来。三个男孩子为避辐射非要在大夏天全副武装，林奇更是传授丁钉如何使用马达。然而丁钉回家路上遇见丁梨，一不小心说漏嘴，导致丁梨误会林奇和叶启辰捉弄他，当即拉着他直奔广播室找陆云峥算账，偏要让叶家和林家给自己一个说法。
林天诚听到大喇叭传出丁梨的声音，毫不犹豫地赶去直播室替陆云峥解围，明明只是小孩子的事情，结果被丁梨上升到大人之间的恩怨，认为林天诚存有打击报复的心思。随着林天诚和丁梨争吵越来越激烈，吓得丁钉道出他先辱骂林奇没妈的起因，丁梨意识到理亏，二话不说带着儿子离开。
虽然事情看似得到解决，可是丁梨心里窝着一股怒火，始终咽不下这口气。林天诚同样怒火未消，尤其得知丁梨正在调查叶家明，夺过话筒大声嚷嚷丁梨快点让堂弟丁富贵归还赃款。回到家里，丁梨看见儿子拿着核动力马达，仔细问清缘由，立马计上心头。
歌唱比赛当天，礼堂坐满观众，叶、林两家都来捧场，孟志远和张岚姗姗来迟。在大家的鼓励下，孟晓薇献唱一首“父亲”，听得所有人为之动容。此时丁梨带领一群安保人员闯入，当众公开某些人破坏国有财产，继而强调要调查林天诚和叶家明。
林天诚知道丁梨是故意针对自己，蓄已久的情绪终于爆发，愤而提出从厂区辞职，并且透露想要出走海外、离开秦昌的心声。在林天诚看来，国家目前处于技术匮乏阶段，与国外一次次的谈判，已经让他见识到科研实力不足，没有真正自主核电品牌的屈辱。也正因如此，林天诚决定转做销售，通过自己的努力将国外技术和产品以最经济的价格卖给中国。
听着林天诚的这番话，叶家明心里不是滋味，现场气氛也越发低落。本来孟志远就病重虚弱，而他出言挽留无果，下一秒就气血攻心昏倒在地，彻底闭上了双眼。孟志远留给女儿一卷磁带录音，还有他亲手依照女儿模样焊烙的雕像，希望她能继承自己的遗志，成为核电行业最优秀的小金人。
料理完孟志远的后事，林奇被父亲带去美国生活，孟晓薇跟随母亲张岚离开核电大院，曾经亲如一家的三个家庭分道扬镳就连三个孩子都因此受到影响，心理产生隔阂。多年后，时间来到二零零九年，每个人都发生翻天覆地的变化。
如今林天诚坐上集团合作人的位置，本想聘请高材生叶启辰来自己身边工作，奈何他已经决定回去报效祖国。林奇不顾林天诚阻拦，执意进入秦昌核电站当一名运行人员，甚至顺利通过运行理论的考试，获得模拟机培训资格。
在这组学员名单里，林奇发现孟晓薇的名字，略有疑惑且并未深究。等到正式培训之日，林奇足足迟到十分钟，惹得组长李海麟相当不满，继而以他作为反面教材告诫大家，又提醒他注意别犯错误，林奇毫无顾忌地反驳回去。
现如今，中央下达核电中长期规划，格外强调要节约发电成本，也就意味着拿到第一批发电项目就可以决定发电规格，没有拿到项目就会慢慢退出市场，外国厂家必然不会轻易放过这次机会，如此一来必然违背秦昌发电站的初衷。
岳长山首先找到叶家明和许济川商量对策，紧接约见已经退休的秦院长，希望从他口中打听到相关信息。秦院长透露领导非常看好美洲先进压水堆技术，并且联系到国外公司，只要资金到位就能获取全套技术。
但是这些年来，叶家明和许济川从未放弃自主研发百万千瓦级核电站，秦院长也是有目共睹，所以表示领导们还未做出最终决定，想要拿玉融核电站作为示范项目进行招标，鼓励他们抓住这最后的机会。
秦院长的话给三人带来了希望，岳长山更是要从叶家明和许济川之间选出总设计师，若是其中一人当选总师，另外一人就要负责自主核材料研发。叶家明知道许济川从未放弃成为总师的梦想，而他的努力都看在眼里，便把这个岗位让给他，主动向岳长山申请调往资料所。
秦昌核电模拟机培训中心内，大家都在分批进行模拟操作，同组夏雪出于紧张缘故屡屡失误，反倒是孟晓薇临危不乱，表现优异得到夸赞。林奇见到了阔别十三年、同样心怀操纵员梦想的孟晓薇，自然是高兴不已，可偏偏孟晓薇对他视若无睹。
等到模拟培训结束后，大家换好衣服结伴离开中心大楼，唯有孟晓薇独自一人。外面大雨倾盆，孟晓薇没有带伞被淋得浑身透，林奇自责于幼年的无心之举对孟晓薇造成的伤害，试图缓和两人关系，无意间摔坏孟志远留给孟晓薇的遗物“小黄金人”。
叶启辰从美国学成归来，特意申请了核研院总师助理的职位，跃跃欲试地想和父亲叶家明一起并肩作战。奈何叶家明拿到调令没办法亲自接他，因此研究院三所张广虎和实习生何粒子负责接机。
叶家明临走前专门探望林奇，感慨三个孩子都已经长大成人，并且成为新一代核电生产力的骨干精英，希望他们彼此互帮互助，林奇承诺会当好大哥榜样。岳长山坚持要亲自送叶家明，许济川碍于明天还有重要会议，只能祝他一路顺风，相信以后还会见面。
然而叶启辰没有见到父亲叶家明，心里难免有些失落，来到他所在办公室找不到人，却又打不通电话。何粒子对叶启辰一见钟情，忍不住向闺密孟晓薇分享兴奋，对于这样优秀的人有种莫名的仰慕。孟晓薇得知叶启辰回国的消息，心里非常高兴。
与此同时，叶启辰蹲在宿舍门口等林奇，等了整整两个小时，直到林奇姗姗来迟。向来洁癖的叶启辰埋怨宿舍环境太差，嫌弃林奇邋里邋遢，正说话间，孟晓薇主动来找叶启辰叙旧，对他和林奇的态度截然相反，显得林奇极其不受待见。
三人就这样各自重回秦昌，未来还会并肩战友，可惜目前矛盾尚未解决。隔天清早，林奇眼看就要迟到，火急火燎地跑出宿舍，没想到和孟晓薇撞个正着。林奇顾不得其他，骑着自行车带上孟晓薇直奔培训中心。
叶启辰第一次来研究院报到，依旧没有见到父亲，反而有些不太习惯与长辈们打交道。岳长山召集全员召开自主研发百千万级核电大会，当场宣布许济川担任总设计师，叶启辰震惊又且不高兴，就连其他人都疑惑不解，在他们看来叶家明才是总师的不二人选。
而在另一边，叶家明向资料所同事们讲解核燃料，表示光靠引进国外技术并非长久之计。中国核电站每年燃料耗费上亿，叶家明强调自主研发不仅能够脱离外国的束缚，还能弥补国内核电站的空白，出口国外产生巨大的经济。