雷管爆炸导致人员伤亡，爆破仓库的同志解释是为了让调研团看见基地最好的一面而导致操作失误，方明很是失望。杨佳蓉提出辐射防护装备的升级换代迫在眉睫，牛玲劝她等一等。丁向军咄咄逼人，对王怀民的实验方向提出质疑。丁向军的问法让王怀民和彭雄飞很是生气，他明明是科研人员怎么会不懂的科研进度的艰难性，丁向军根本不打算理解王怀民的工作进度直接决定向上级如实汇报。因为杨佳蓉有个身在台湾的二叔，虽然两人无任何联系，但还是影响到了她如今的处境。丁向军小人得志控告王怀民三人请他吃饭别有用心，傅首长只是想要三人回到各自的岗位努力做出成绩堵住所有人的嘴。
杨佳蓉的防辐射测试进展很好马上就可以对上级报告提出反对，石红英担心杨佳蓉本打算劝说，但以杨佳蓉的性格根本不可能放弃报告，石红英和牛玲都信任杨佳蓉，在报告上加上自己的名字支持杨佳蓉。彭雄飞想提前进行“核装置试验”，王怀民反对冒进。彭雄飞坚持只要试爆成功数据一出就会让调研团无话可说，黄凯华也同意彭雄飞的建议，王怀民指责彭雄飞在意气用事盲目冒进，其实不论调研团和丁向军如何都应该按部就班该怎么做就怎么做。黄凯华支持彭雄飞就要帮助他一起准备，结果收到了江水宁的回信，陶志纲一脸八卦地关心黄凯华的终身大事。
江水宁的回信令黄凯华得到了极大的安慰。王怀民找杨佳蓉却见其与一男一女走在一起，杨佳蓉介绍女的是她表姐，男的是表姐给她介绍的对象。王怀民心中苦涩，将要送给杨佳蓉的胸针扔掉。事实上，那两个人是组织上派来调查杨佳蓉的工作人员。王怀民事业和爱情都遭受了打击，心中一片茫然，本来已经打定主意要和杨佳蓉表白不错过一生所爱，但是今天发生的事情让王怀民困惑。钟教授去实验室找钟心，钟心以为是陶志纲，钟教授是来问钟心的中子源反射层研究的进展。
恰巧陶志纲来保护钟心的安全，钟教授以为陶志纲在纠缠钟心一番严厉的措辞批评陶志纲，两人争论起来让钟心不得不先劝陶志纲离开，陶志纲奈何不了钟心只好离开。钟教授让钟心抓紧时间研究中子源。彩兰怕彭雄飞饿着给他送来老家的玉米，彩兰向彭雄飞提出自己是时候离开基地，彭雄飞不让彩兰走还对彩兰说丁向军掌握点小权力就在基地兴风作浪，彩兰相信彭雄飞又说起两人的关系问题，玩笑间彭雄飞差点表露真实心意。
大海把仪器造的和标准丝毫不差，广播中正好播放让大海在食堂门口领取遗失物品。彩兰提出为免彭雄飞名誉受损自己先来个移情别恋，找一个更优秀帅气的科学家，彭雄飞嘴上同意心里又有些过不去，彩兰为了彭雄飞什么都愿意去做含着泪和其拉钩承诺。大海如约去领取遗失物品，原来是大海的暗恋对象方小云找他，但是方小云的父亲是方明将军。彭雄飞的实验就要进行，傅首长也很是担心试验不能输，但是偏偏彭雄飞的核装置试验即使准备就绪，但还是失败，丁向军把试验失败的过程都记录到了评估报告中。
杨佳蓉被带走审查，临行前叮嘱石红英替她保密。王怀民去找石红英询问杨佳蓉去向，即使王怀民有所怀疑但是石红英还是没有说出杨佳蓉的去向。钟心主导的中子源反射层壳体理论验证取得突破，可丁向军却阴阳怪气地质疑起壳体的密封性。钟心据理力争，理论取得突破还需要大量数据验证，丁向军正是抓住了这点才能大放厥词，钟教授接受其指正，表示会继续实验验证数据。
时间紧迫，钟心为了尽早得到结果，决定冒险用土法上马的办法立即检测验证试验可行度，却突然遭遇意外。大海得知方小云在广播站之后没多久就去找其，在门外看着朗诵播报的方小云很是入迷。钟心等几个做实验的人都一起进了医院。全基地通报批评钟心等同志的做法，大海不愿意听到广播批评钟心的说法搞坏播放器，还成功劝说方小云讲述钟心等科学家冒进实验的前因后果，为了早日完成组织的工作而不眠不休工作，鼓励这种精神但不提倡冒进行为，不论如何都要遵照安全标准遵守纪律规定，这样的通报让全基地的工作人员都得到了鼓励。
大家聚在病房里，虽然辐射物被辐射服全部挡在外边，为了检验壳体的严密性付出的代价太大，大家以为广播稿是钟教授写的，但是傅首长和钟教授一来就对他们的行为提出严厉的批评。傅首长严肃指出了他们的问题，王怀民最近的工作完全不在状态，彭雄飞因为一次实验失败也失魂落魄，调研团在乎的不是一时的成败而要看到每个人的意志品质，傅首长不失鼓励相信大家一定能完成使命。陶志纲想留下和钟心说几句话，却被爱女心切的钟培林挡在了病房外。
王怀民找钟心帮忙找杨佳蓉。杨佳蓉正在参加集体劳作，牛玲去看望她，牛玲的丈夫孟广阔给上级领导打过了电话，只要实施调查清楚会立刻让杨佳蓉回去工作，牛玲是真的把杨佳蓉当作孩子来爱护。基地的爆破实验还在不断进行，王怀民也重新振作回到研究岗位，每个人都为了原子弹事业而努力认真。江水宁从北京给黄凯华来信倾诉苦恼，江水宁因为出身原因即使考到了很好的分数但还是被刷下，黄凯华苦恼如何安慰江水宁，陶志纲怂恿黄凯华直接表白，黄凯华文人思想坚持要留白意境，而且考虑到基地生死存亡自己却和一个姑娘谈情说爱，陶志纲一反常态指正爱情才能让人更加意气风发提升士气。黄凯华在其鼓励之下决定表态。
彭雄飞看到李彩兰跟男同志聊得火热，竟然醋意上升，气恼地拉她离开。正巧丁向军路过想要讽刺彭雄飞让他更加生气，直接回怼离开。丁向军打算套路彩兰让其随时向自己汇报基地情况。钟心等人痊愈出院，正巧杨佳蓉回来收拾东西，告诉了钟心自己的事情，安全部门一直都在监视杨佳蓉和其二叔的联系，再加上前段时间自己因为辐射服的事情申请大批量资金和批评了上级领导，这样就更加引起了上面的怀疑于是被带到了学习班，至于躲着王怀民也是害怕坑害了他，这样不仅影响了他的工作而且破坏了基地的任务。王怀民去接振理却和他没有更多话题聊天，振理想念杨佳蓉。
钟心把杨佳蓉的事情和陶志纲说了，虽然陶志纲很不赞成对杨佳蓉的处理方式但是很多事情都不是自己所能掌控的，钟心决定去告诉王怀民真相。王怀民通过小石子射击物品而引起了和振理之间的话题，两父子难得的温馨场面。陶志纲找到王怀民却没看见钟心，得到消息时钟心却被抓起来了，钟心被怀疑蓄意破坏生产，大家都在担心当中。陶志纲因为纪律什么也不可以对大家透露。大海给方小云造了一把精致的梳子，又说起方小云父亲方明的事情，大海是想替基地争取时间，方小云对大海的动机有所误会，但还是因为科学家们决定去找父亲说情。
方明对女儿的做法感到很生气，方小云因为方明很讲原则很不近人情从小就与方明不亲近，两父女因为这件事也闹别扭。大家都请求钟教授去救钟心但是被钟教授拒绝要求大家继续研究。丁向军因钟心的事借题发挥，方明表示基地很多同志太过着急，傅首长一直在为大家辩解讲明大家奋斗的艰难，方明则直言要在一个月之内对这么伟大的事业做出评判是不公平的。傅首长接到电话，8号材料切屑发生爆炸，30余人受伤。钟教授一度没了呼吸，在石红英的抢救下才终于醒来。丁向军说事故是因为对材料的不重视造成的，王怀民反驳这本就是必须攻克的技术难关。
黄凯华试图劝说丁向军不要再与大家作对，丁向军反驳是不是每个人研究原子弹的人都不考虑其他人的人生，黄凯华指出丁向军能肯定坚持枪式法就能更好地研究出原子弹嘛，丁向军似乎并不买账会如实汇报基地事故。实验室里，大家情绪低落，黄凯华率先情绪崩溃指责钟心，彭雄飞和黄凯华互相埋怨吵架惹得大家围观。这时陶志纲在黑板上写下一个个为原子弹事业牺牲的烈士的名字，科学家们动容，丁向军也默默地流下了眼泪……陶志纲的一番话振奋着大家，王怀民表示将英雄的名字留下，生命不息奋斗不止。
王怀民找到丁向军告诉他无论他做出什么决定都不要忘了他曾经是原子弹事业中的一员。石红英关心钟教授还帮他清洗了衣服，钟教授以为石红英洗了自己重要的手帕激动的不行，等石红英拿出手帕时钟教授才恢复平静道歉。钟心被关在房间里担心钟教授的情况，陶志纲站在门外心疼钟心忍不住进去告诉其钟教授的情况。陶志纲安慰钟心把自己的故事讲述给钟心听，自己也曾经因为一场政治风波被派到偏远地方的抢水线，那个时候自己也很委屈想死，就是那个时候认识了老格勒，就是老格勒乐观的精神感染了自己。
陶志纲在偏远地方也渡过了一段很艰难的时期，但是那个时候受老格勒影响集中心思工作得到了上级的认同也洗清了身上的冤情回到了战斗当中，钟心听完之后大有感触会学习老格勒坚持下去。石红英对着正在看书的钟教授一通唠叨，坚决没收了钟教授的书，还规定了看书的时间，彩兰看望钟教授逗趣说在基地当中能治钟教授的也只有石红英。方明安排女儿方小云离开基地去城里上学，可方小云不想离开基地，为了找到借口不去找到陆大海假扮男友。方明听完理由之后更加生气了，大海紧张也很无奈，但是方明立刻就来找大海谈话了。
钟心被释放，钟教授逃跑出来和陶志纲一起接钟心出狱，钟心和陶志纲开玩笑被钟教授提醒。大海面对方明将军紧张的不行，方明率先打开话题表示自己不是来阻止的恋爱只是觉得方小云年轻先去继续深造再考虑恋爱，大海接到方小云的指示鼓起勇气向方明将军表明自己的心意，要其同意自己和方小云一起见证祖国原子弹成功的那一天，方明没有立即表态只是让其第二日参加基地的会议，方小云很是开心激动感谢大海。丁向军在编写报告时也公平公正地写出了基地的真实情况，决定基地命运的时刻到了，方明将军愿意相信，原子弹事业一定会成功。将军的话极大鼓舞了所有基地的科研人员。
钟教授召集全部科学家宣布王怀民、钟心和黄凯华三人加入中国共产党，三人在实验室内郑重宣誓光荣加入中国共产党。核装置第1132次试验终于成功，为原子弹的设计打下了坚实的基础。王怀民还是没有杨佳蓉的消息很是担心。众人聚在食堂，以水代酒，对彭雄飞主持的试验表示祝贺。
五号材料别的研究所已经能造出高标准的配件，大家很是开心离目标越来越接近了。钟教授带来消息，美国有所行动，可靠消息美国可能会炮轰西部基地，虽然大家都在挖掘地下防空洞但是即使转移至地下也无法避免美国的威胁，只有尽快造出原子弹才能摆脱威胁。核威胁的压力依然在众人头顶。与此同时，杨佳蓉终于回归基地，只是暂时不能参与研究工作，只能回去当一名护士，好消息是有位领导向中央提出了辐射服的问题已经得到认可。