3月，中央书记处批准在甘肃一地区建立导弹试验基地。这个地区是戈壁、沙漠地带，自然条件异常艰苦，工程部司令陈士榘带领数万人马开赴荒原，与基地司令孙继先共同负责工程建设。
但靠苏联的帮助发展原于弹的想法很快就破灭了。7月，赫鲁晓夫访华时跟毛泽东说：苏联的原子弹已可以打到美国的本土上，中国再搞原子弹意义也不大了。有苏联这一把核保护伞就可以了。随后，赫鲁晓夫提出在中国设立“长波电台”和联合舰队，这个海军舰队的指挥权由苏联控制，被毛泽东一口回绝。
这年8月，钱三强来找邓稼先，说国家要放个大炮仗，调你去做这个工作，怎么样?邓稼先明白是搞原子弹，既兴奋又紧张，回家跟妻子许鹿希道别，许鹿希问他调到什么地方工作，邓稼先守口如瓶。他带着欠意深情地告诉妻子，以后家里的事不能管了，他的生命就献给未来的工作了，就是为它死了也值得!许鹿希被震撼了，但她没想到的是，邓稼先这一去，就是整整28年!
毛泽东(唐国强饰)决定自力更生自主研究原子能。邓稼先在清华、北大、北航等高校挑选了28名学生，组成研究队伍，成为原子弹、氢弹研制的中坚力量，他们日夜奋战在原子弹教学模型大厅。在钱学森(陈建斌饰)的领导下，五院开始对苏制P-2导弹进行仿制。李觉少将选址金银滩基地得到邓小平的批示，开始着手建设。基地取名代号221，核武器基地负责人选择张蕴钰担任。张蕴钰在敦煌进行考察，为了保护敦煌遗址他不惜与苏联专家翻脸，经分析张蕴钰决定重新选址，选择了远离敦煌的地方取名马兰基地。
苏联专家说完成导弹试验基地建设要用十五年。然而，建设导弹试验基地的工程兵们像蚂蚁一样完成着工程浩大的壮举，仅用了两年零六个月就完成了导弹试验的所有设备。聂荣臻亲自到五院视察，解决了帐篷里没有取暖火炉的问题。毛泽东(唐国强饰)和周恩来接见了孙继先，了解了前方的情况。中央组建地空导弹部队，岳振华被任命为营长。苏联方面暂缓向中国提交原子弹模型和技术资料，宋任穷和刘杰上山向聂荣臻汇报了这一情况。中央决定自己做出原子弹。一九五九年中苏分歧公开化，苏联派来的专家和援助项目撤走。
钱学森(陈建斌饰)的思想汇报得到了领导的赞扬，领导也决定批准他入党，钱学森感慨万千。蒋介石的侦察机不断骚扰大陆，但是北京还不具备打击高空飞行的能力。毛泽东(唐国强饰)下指示一定要搞好地对空导弹，打下高空侦察机。一九五九年十月七日，蒋介石侦察机又来骚扰北京，导弹二营成功击落侦察机，创造了世界上第一次用导弹击落飞机的先例。一九六零年七月十六日，苏联突然撤走在华专家，终止对华援助，毛泽东决定自力更生。中国召集相关方面的知名中国科学家，成立原子弹研究小组。
