科學家們困難返回建設祖國 王懷民陷入失去妻子悲哀中
20世紀50年代初期，新中國一直籠罩在美國核威脅的陰影之中，就是在這樣的大背景下，中國開始了核武器研究的偉大而又艱巨-的征程。留美科學家鍾培林教授要帶著自己的學術結果回到祖國，女兒鍾心勸說父親不要這樣著急，可以等自己的學術結果完成之後再回國，然則鍾教授心意已決，科學沒有國界然則科學家有國界，新生-的祖國還需要更多科學家去建設，沒有了祖國自己連名字都邑沒有的。
鍾教授提著箱子秘密與一些留美的教授見麵，其中就有一直被監視-的林教授，大家正在商量如何離開美國回到祖國的懷抱，美國警察就找上門來拘捕林教授，林教授遞給鍾教授一張紙條，讓他找到方明就能營救自己回國，隨後送走了大家，自己一個人去麵對前來的美國警察。鍾教授等人麵對美國海關層層審查，女兒鍾心早已和移民局打好關係加入到今天的檢查翻譯工作，為父親翻譯掩蓋了林教授留下的字條，使父親得以順利通過海關人員的檢查，她和父親分別時許諾祖國再見，父女二人戀戀不舍。
王懷民和何吟薇是一對留蘇研究物理學-的夫妻，蘇聯為了留住他們，開出了優厚的條件，他們可以讓何吟薇和肚子裏的孩子加入蘇聯國籍，受到最好的教育，二人能夠馬上進入國家科學研究院。以黃凱華為首...的其他同學要離開蘇聯回去支援祖國建設，大家都有些瞧不起準備留下的王懷民夫婦，連招呼都沒打就離開了。這些深居海外的中國科學家響應祖國號召，放棄了比擬完善的科研環境義無反顧地回到祖國，這其中也包含了王懷民夫婦，他們最終放棄了蘇聯開出的優越條件而坐上了回國的列車，同學們都好奇王懷民和何吟薇為何要決定回國，已經進入到中國境內，妻子提示王懷民可以了，於是王懷民將深藏在畫中...的科研數據展示給大家看，大家看到自己精心研究,的數據被他們以這種方式帶了回來，都很是激動。
激情的歲月海報
王懷民要繼續將其餘油畫上的數據展示給大家，準備用蒸餾裝置再製出更多的酒精去擦拭顏料來顯露數據，卻被解放軍陶誌綱營長出手製止，他以為這些歸國的科學家隻是不學無術浪費糧食的文人，與大家一番爭吵後有些頭暈，他意識到自己的老傷可能犯了，於是拿走了那瓶酒並留下了錢。他是受傷從朝鮮戰場上下來的，戰爭的陰影和傷病還深深地影響著他，他隻有暫時用酒精來麻醉自己，一下火車後他就被老戰友接走，本地第五醫院-的護士楊佳蓉和同事準備接他回醫院治療，然則陶誌綱堅稱自己病已經痊愈，可他最終沒能拗過楊佳蓉，在她的一番勸說之下乖乖地去了醫院。
一路跟隨王懷民和何吟薇的特務在下車時伺機搶奪箱子裏的資料，特務將何吟薇推到並奪走了箱子，王懷民在何吟薇的督促下拚命地去追特務，陶誌綱見狀及時出手讚助。被特務推倒的何吟薇麵臨早產和難產，楊佳蓉在旁邊協助處理。特務逃跑過程中手持武器傷人，在他馬上挎上火車時被陶誌綱用槍擊中，箱子被奪回了，然則王懷民卻因撞擊後腦而暈過去了，等他醒來之時與妻子何吟薇已是天人永隔，生下-的男孩剛一出身就失去了媽媽。何吟薇臨終前再三拜托楊佳蓉要替自己照顧孩子，楊佳蓉為自己沒能挽回她...的生命而痛哭地準許了她。
王懷民沒能從失去妻子的痛苦中走出來，他質問楊佳蓉為何沒能挽救自己的妻子，然則楊佳蓉作為一名護士對於產婦大出血的情況也是無能為力，陶誌綱訓斥王懷民不要把所有的錯都怪罪在一個小姑娘身上。王懷民不斷地給妻子寫信來寄予哀思，表現失去妻子的自己唯有努力工作才能忘記痛苦，以自己一人之軀擔當起兩個人的理想，幸好兒子振理還有楊佳蓉協助照顧，否則他更加手足無措。而陶誌綱在觀看戰鬥影片時始終無法忘記戰場上犧牲的戰友對自己-的一聲聲呼喊，他無法從戰場的陰影中擺脫出來，那種痛苦難以名狀。