在列强的威胁下，国家下定决心制造核弹，工业基础薄弱，最有行动力的是军队。电影重点刻画了留美归国的核物理博士陆光达。三年筹备后，一群灰头土脸的国之栋梁在西北开始了这项绝密的研发计划。中苏关系恶化后苏联撤出所有援助力量，妻子全身赤裸死在前夫家中没有图纸没有设备，一切只能靠自己。双向成长：科学家见识到人民的决心和力量，军官认可了科学精神，等文武双方打通了心结，原子弹的研发进展迅速。经过5年难以想象的努力，中国首颗原子弹爆炸成功。老一辈科学工作者的事迹看起来就像神话一般不可思议。他们为理想而生，为理想而死。