王懷民單獨找到傅首長，申請參加回收地面核測試數(shù)據(jù)的任務(wù)，即使這是個九死一生的任務(wù)王懷民還是堅持上陣，托付傅首長交給楊佳蓉一封信。他不知道，此時楊佳蓉正在為進入蘑菇云采樣做準備，每一個坐上飛機準備采集數(shù)據(jù)的同志都給家人留下了信件，只有楊佳蓉默默摸著王懷民給的胸針。經(jīng)過全國各大氣象專家的聯(lián)合分析終于確定核爆當(dāng)天的天氣良好，核爆按原計劃進行。大家既焦急又期待，隨著發(fā)令員的口令，起爆員鐘心摁下按鈕，蘑菇云騰空而起，照耀出的萬丈光芒和釋放的能量足以摧毀一切。

蘑菇云從炸開到緩慢消散，數(shù)據(jù)收集的同志們及時趕到核爆鐘心冒著生命危險收集一手資料。外圍采集的數(shù)據(jù)傳回總部顯示并不樂觀，因為核爆磁場影響較大所以最準確核心詳細的數(shù)據(jù)還需要在核爆內(nèi)部進行數(shù)據(jù)采集的同志傳回。楊佳蓉和王懷民一個在地面，一個在空中緊急采集數(shù)據(jù)，靶場中，王懷民發(fā)覺數(shù)據(jù)儀器少了一個，獨自沖回爆心區(qū)域，找回最后一個儀器。而楊佳蓉的空中采集已經(jīng)完畢順利返航。在洗消的過程中，王懷民突然開始嘔吐。為了其他同志的安全必須將其隔離。

數(shù)據(jù)很快傳回指揮室，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析員們緊張的測算，結(jié)果出來了。鐘培林鄭重而緩慢地宣布：這一刻我們等得艱難而緩慢，但是這次爆炸的原子彈釋放當(dāng)量超過美軍在廣島投放的原子彈當(dāng)量，所以這是一次成功的核爆炸！大家歡呼雀躍，方明將軍將情況告知總理。大家都沉浸在核爆成功當(dāng)中，1964年10月16日，歷經(jīng)千辛萬苦我們終于永遠了自主研發(fā)的原子彈。毛主席也無法再隱瞞此激動小心讓周總理提前公布，全國各族人民都為原子彈的成功歡呼雀躍。西部基地也得到消息，打算好好慶祝。楊佳蓉的檢查結(jié)果顯示無輻射影響，而牛玲告訴王懷民的父親王明山的情況不容樂觀，但當(dāng)他聽到廣播中播報原子彈成功爆炸的消息時，嘴角卻是掩蓋不住的笑意，美國的中國悲觀論調(diào)恰恰從側(cè)面證實了中國核爆的真實性。

楊佳蓉去看望王明山，王明山認識楊佳蓉問起王懷民的情況，楊佳蓉安慰王明山王懷民只是因為工作辛苦要好好休息，而王懷民恰是中國核武器研制的中堅力量，王明山驕傲但也知自己時日不多交代楊佳蓉許多王懷民的事情。王懷民的檢查報告送往北京繼續(xù)驗證，為防止其成為輻射源不得不繼續(xù)隔離。現(xiàn)在陶志綱一召喚鐘心就跟著一起，鐘教授也不再阻攔。由于保密性的要求所以表彰原子彈突出科學(xué)家和技術(shù)工人無法公開身份領(lǐng)獎，他們必須繼續(xù)隱姓埋名為國家奉獻自己。方小云再無理由繼續(xù)留下第二天就要離開基地去北京學(xué)習(xí)，大海明白了信仰的偉大人的渺小，支持方小云去上大學(xué)，四年后兩人會用跟好的自己面對面，方小云和大海許諾畢業(yè)就結(jié)婚。

陶志綱也向鐘教授表明自己對鐘心的滿滿愛意，請求鐘教授同意兩人回到西部基地立刻結(jié)婚結(jié)成革命伴侶，鐘教授仍然不能接受，他介意的還是兩人文化水平的差距，陶志綱將自己從鐘心處學(xué)習(xí)到的很多知識向鐘教授匯報，但是鐘教授還是堅持兩人無法達成精神境界的溝通，且現(xiàn)在也不是鐘心結(jié)婚的最好時候，一旦結(jié)婚有了孩子又如何去追求科學(xué)的夢想，陶志綱根本無法和鐘心志同道合感同身受，鐘心生氣離開，陶志綱也表示自己不會放棄。王懷民終于拿到了自己的檢查結(jié)果，離開隔離病房，他趕到父親的病房，但還是晚了一步，王明山光榮犧牲，王懷民在父親耳邊私語一家人就快要在天上團聚了。

紀念為原子彈事業(yè)犧牲同志的墓碑群中又多了一具英雄的尸體，人民和國家永不會忘記英雄的付出。自從拿到體檢結(jié)果，王懷民就開始躲著楊佳蓉，彭雄飛為王懷民打掩護之后質(zhì)問其為何轉(zhuǎn)變態(tài)度，王懷民咳嗽不止沒人知道他的情況。傅首長也問牛玲王懷民的情況如何，本來要轉(zhuǎn)交給楊佳蓉的信被要了回去，其實王懷民的報告顯示其未來可能會患上白血病，王懷民不想自己繼續(xù)連累楊佳蓉，只想把剩余的時間留給研究，牛玲也只好幫他隱瞞。黃凱華和江水寧的婚宴就要舉辦了，江水寧有些一反常態(tài)。