王懷民(李光潔 飾)在醫院同事的帶領下在北京一處防疫站找到楊佳蓉(高露 飾)，只是遠遠地看著未近身，同事告訴王懷民楊佳蓉為何要申請調離工作的原因是醫院有謠言說楊佳蓉暗戀王懷民才故意害死何吟薇(徐筠 飾)，楊佳蓉這么多年以來無怨無悔無名無分地做著振理的假媽媽，而且她不愿意王懷民知道這些，因為這么多年以來楊佳蓉一直活在自責當中。王懷民很感動楊佳蓉為自己所做的一切，決心不能再這樣耽誤楊佳蓉。

鐘教授和A所的領導與蘇聯專家見面表示有蘇聯的幫助加上國內科學家的共同努力，中國的第一顆原子彈一定能很快爆炸成功，蘇聯專家卻預判需要十年，美國曼哈頓計劃投入很多人力物力也花了三年，蘇聯舉全國之力也花費了五年，考慮到中國的綜合國力十年不長，蘇聯專家提出需要一位得到過蘇聯功勛院士認可的科學家王懷民，陶志綱(李健 飾)為拒絕過王懷民感到很震驚。會后陶志綱向傅首長坦白王懷民的事情，傅首長批評并卸下了陶志綱這么久以來一直扎著的軍用皮腰帶讓他要放下過去。王懷民順利進入A所，但是陶志綱對王懷民偏見依然存在，王懷民借著法的諷刺陶志綱眼界不明。

王懷民進入A所就看見正在拉琴的鐘心(徐曉璐 飾)，一時想起了自己的妻子何吟薇。鐘心的琴聲引得大家的掌聲，但也引來了陶志綱的質詢并與其產生爭執，鐘教授趕到時向陶志綱解釋鐘心的情況暫時化解了矛盾。彭雄飛(蘇茂洋 飾)和黃凱華(朱鐵 飾)針對中西方科學文化的重要性發生辯論，二者各執己見回到宿舍卻看見早早等在里面的王懷民，王懷民與大家做了個簡短的介紹和說明，并在宿舍布置了各種保持安靜的標語，布置完成臨離開宿舍前還向彭雄飛澄清當年在蘇聯帶領同學們爭取權益的是黃凱華。

丁向軍(賀彬 飾)卻認為王懷民是個精神不太正常的人。鐘心的美國官司敗訴不能在研究成果上署名，美國就是自詡民主其實充斥著種族歧視，鐘心才明白沒有祖國的中國人不會被外國人瞧得起。鐘心正與父親爭執關于問題的假設，正巧王懷民趕到，鐘心向王懷民提問改變自己的研究方向他是否愿意，王懷民比喻自己為瘋子，愿意去完成一項很難完成的任務，以此說服了鐘心。鐘教授誠心歡迎王懷民加入A所共同為國家研制原子彈，王懷民倒是很懷疑鐘教授的真實身份，鐘教授一再說明自己只是個愛國者。

黃凱華從醫院接回孩子小建國(王梓 飾)去見妻子，妻子君怡抱怨黃凱華完全把自己投身于機密工作而不曾體諒自己的辛苦，兩人因為黃凱華的事業問題再次談崩，君怡提出離婚決絕離開。楊佳蓉收到組織推薦入學高級醫師班，她多年來的夢想就要實現了。蘇聯專家的第一堂課就給A所科學家提出要在半年內學會俄語并且不允許會俄語的人搞特殊化提前進入原子彈研究，這讓王懷民和黃凱華很是無奈。王懷民從原來的幼兒園接走振理并送入另外的托兒所，振理已然是不認識爸爸，正巧碰見黃凱華也把建國送入托兒所，兩人一番感慨。楊佳蓉找尋振理和王懷民未果很是著急。

王懷民沒和其他人一起聚在一起研究而是單獨制造工具。黃凱華遇見蘇聯專家安德烈要其為自己解釋書中遇到的公式難題，但是蘇聯人并不想讓中國人學會這樣重要的原子彈制造公式。大家洗衣服閑聊的時候說起蘇聯專家團的團長彼得只是搞保密工作的而不是真正的物理學家，說著說著又玩笑起來。回到宿舍看見王懷民做出的一些精密儀器，彭雄飛看不上王懷民還認為他不合群，王懷民倒覺得大家都是科研人員而不是建筑工人所以不用浪費無用的時間在那些東西上面。黃凱華幫著王懷民向彭雄飛解釋王懷民自從妻子去世之后背負的是兩個人的科學理想所以脾氣更怪。