陶志綱向黃凱華打聽鐘心最近的情況，黃凱華卻給他普及了很多關于導彈的知識，又告訴其兩彈小組中有七名同志自愿成為導彈控制員，他們都留下遺書時刻準備犧牲，黃凱華安慰陶志綱里邊可能不會有鐘心。事情卻相反，鐘心果決地交出了遺書志愿成為導彈控制員，與鐘教授告別時鐘教授答應只要她能活著回來就答應她與陶志綱結婚。這是一項關乎于全民族一百多年來夢想的任務，就是在這一天兩彈實驗成功，標志著中國已經擁有能夠用于實戰的核導彈。不光如此，639的研制也已經到了最后的關頭，大家伙都激動地不行。

老康聽著廣播里在中國共產黨的領導下核武器已經成功的消息十分嫉恨，江水寧與他都躲在暗處觀察黃建國。王懷民再次來到楊佳蓉處檢查身體，王懷民體內的放射性物質已經慢慢減少，多項指標都趨于正常，他能繼續活向美好的未來。楊佳蓉拉著王懷民的手到眾人面前要王懷民答應自己，在他任務結束的那天兩人就結婚，因為以前的膽小兩人之間錯過了很多機會，現在楊佳蓉好不容易勇敢了起來，王懷民堅定地許諾等任務完成不管生死無所畏懼一定與楊佳蓉結婚，兩人相擁。

江水寧想要傷害建國可是終究不忍心還是交代建國最近要時刻小心除非見到父親不然不要和任何人走，建國乖巧答應。鐘心帶著資料被一群人圍著，幸虧陶志綱帶著戰士及時趕到解救鐘心。江水寧突然收拾行李要去北京，只和黃凱華說舅舅病重自己要臨時回去，黃凱華心中起疑在送江水寧離開時問她還有啥要對自己坦白的，江水寧叮囑黃凱華要保護好自己和建國又依依不舍地抱著黃凱華然后乘車離開。鐘心帶著絕密資料回到基地交給王懷民，這一切得虧陶志綱，鐘教授與陶志綱握手感謝哪知陶志綱抓著手就是一通親熱地叫著岳父，鐘教授想起自己的承諾最終還是默認。

黃凱華表面不動聲色，卻坐著下一趟車跟了上去。江水寧看到黃凱華跟來錯愕不已，黃凱華坦白自己雖然平時專注研究但是搞科研的自己很注重觀察，江水寧送給自己的皮鞋刮擦太過干凈、而且她能看懂數據的演算過程、還有她上次吃下的紙，這些都讓黃凱華產生了懷疑。說話間，她看到了外面的老康，為了黃凱華的安全江水寧設計獨自離開去見老康，拿出假資料混淆得以槍指老康，但是老康似乎掌握了黃凱華的安全以此威脅到了江水寧。

王懷民發現黃凱華失蹤，急忙找到陶志綱，從黃建國的口中得知黃凱華有危險，得到消息的陶志綱迅速帶人趕往縣城。廢棄的廠房里，老康拿性命威脅逼迫黃凱華寫出絕密資料。在老康的威脅下，黃凱華寫下了一組方程式，老康命令江水寧解開方程，結果竟然是《歌唱祖國》的曲譜，黃凱華是怕死但是絕不會屈服于敵人的槍下，就在老康要傷害江水寧的時候陶志綱及時趕到，老康自盡。江水寧被帶走搶救，她的性命保住但是孩子不幸流產，江水寧的認罪態度很好根據口供北京又抓獲兩名特務，黃凱華因為涉案太深也要被隔離審查，大家都十分關心相信黃凱華，因為當時現場的殘酷還有黃凱華扛下所有寫下的《歌唱祖國》都值得大家相信。

“文化大革命”初期正在發展中的核工業受到了影響和干擾，為了穩定局面，黨中央領導人親下指令保證核工業的正常運轉。鐘教授向傅首長匯報基地資料被人多勢眾的大串聯分子搶奪并且要運走，他們連傅首長的命令也不遵從，楊佳蓉和一眾科學家們手挽著手攔住串聯分子裝有資料的汽車離開，又是陶志綱帶著士兵及時趕到，這些人的一舉一動完全可以被視為間諜罪，他們要經過嚴格搜查才能離開基地。彭雄飛爆轟實驗失敗，鐘心正式加入氫彈研究小組，王懷民通過簡單的算式提醒大家每一個小點持續積累就會變成更大的點。