團長經過上級同意，和鍾教授告訴大家這次執行...的任務是研究和製造我們自己的原子彈，並在這片沙漠中選擇最適合的靶場，這時一小隊也返回告訴大家前麵有綠洲，大家興奮不已。
蘇聯專家已經第6次找理由推遲模型的送達，大家失望。王懷民要鍾心找到她的照相機，和大家一起在教室拍攝黑板上未被蘇聯專家完全擦掉的痕跡，大家又看到了希望，正在開心，陶誌綱進來質問他們到底在幹什麼，不小心把相機底片全曝光了，所有資料都毀了，鍾心氣極踢了陶誌綱一腳，氣憤離開。王懷民告訴陶誌綱世界上那麼多科學家都是國外人，我們不學習，怎麼能有屬於我們自己...的技術。
保密處給大家發放了保密包，彭雄飛擔憂以後資料怎麼帶出來，王懷民卻是不擔憂，黃凱華說他腦子記憶力超好，當然不擔憂。黃凱華收到妻子的離婚協議，陶誌綱關心他用不消組織出麵調劑，黃凱華說不消了，直接在協議上麵簽上自己的名字。黃凱華也告訴陶誌綱王懷民屋子裏麵的留聲機是紀念他去世的妻子，並希望陶誌綱能夠多了解他們這群科研人員。
楊佳蓉冒雨去接振理，倆人一起撐傘開心走在雨中。
鍾心到男洗水池讚助王懷民洗衣服，大家互相奚弄。這時王懷民突然進來告訴大家他想到了，要用5號材料作為原子彈製造材料，可以造的更大，更快，眾人一起想到後麵的解決方法，開心不已。陶誌綱過來告訴大家，蘇聯專家要走了，大家緘默。大雨中，蘇聯專家將所有研究資料全部燒毀，原來蘇聯政府片麵解除讚助中國製造原子彈的協議，大家氣憤不已，要阻攔繼續燒毀材料，被陶誌綱阻止，王懷民在雨中靜靜的看著這一幕。
王懷民開始了廢寢忘食的學習研究。宿舍裏黃凱華突然說自己不幹了，並告訴大家他離婚-的事情，黃凱華傷心的說自己隻想做好事業，為祖國奮鬥，哪怕妻離子散，可現在原子彈造不出來，自己在這裏到底有什麼意義。黃凱華給自己的妻子寫信，想調回廣州和她重聚。
研究所裏一片冷清，陶誌綱告訴首長自己雖然不喜歡這群科學家，但還是想掩護他們早點製造原子彈，報複美國。首長批評他的思想，同時沒有認識到製造原子彈,的困難，但陶誌綱說那我們也不能放棄。
王懷民去看望楊佳蓉和振理，佳蓉支撐不住暈倒，劉麗告訴王懷民她現在已經是肺炎了，並且告訴他佳蓉六歲親曆南京大屠殺，並且親人全都死了，她才立誌要當醫生，所以一直很拚，現在更為了他，精心照顧振理。
黃凱華收到妻子的來信，前妻告訴他，她已經再婚了。彭雄飛告訴黃凱華他心情也不好，原來想聯係蘇聯專家，誰知道也走了，倆人鬱悶一起去喝酒。
王懷民為佳蓉削蘋果，準備刻一個鮮花，佳蓉開心，向王懷民道歉之前那樣說他，並讓王懷民放心，自己會照顧好振理。王懷民問佳蓉1949年真-的見過他，原來是王懷民曾經救過佳蓉，但佳蓉沒有告訴他，佳蓉說等以後他找到誌同道合,的人，她會離開。
林教授帶著中央指示來到A所，告訴大家毛主席說，我們可以自己試試，蘇聯專家讚助不讚助是他們的事情。林教授告訴大家，蘇聯專家走了，然則留給我們更大的舞台，國家會為他們提供最大的技術支持和財務保障，並且國家的三個鈾礦廠正在穩步建設，我們要走出自己的原子彈之路，鼓勵大家雖然難於青天，但他們肯定能上青天，大家意氣風發。王懷民在牆上刷寫自力更生艱難奮鬥，大家看到一起高喊自力更生，艱難奮鬥的口號！