1955年，國際局勢風雲變幻，新中國的建設迫在眉睫，身處他鄉的中國知識分子中掀起了一股歸國熱潮。留美物理學教授鍾培林，留蘇深造的王懷民、何吟薇夫婦和黃凱華等物理人才克服重重阻力，輾轉踏上報國之路。1958年中國的第一個核武器研究機構A所成立，王懷民與戰争英雄陶志綱、護士楊佳蓉以及彭雄飛、黃凱華、鍾心等科學家一同加入A所開始了原子彈研發工作。他們在研發過程中渡過了研發條件艱苦、自然災害等重重危機。終于在1964年10月16日成功試爆了中國首顆原子彈。大家歡騰雀躍，又一鼓作氣地投入到氫彈和兩彈結合的研究中去，不久，這兩項偉大的事業也相繼取得了勝利。王懷民和楊佳蓉，陶志綱和鍾心也終于在同一天邁入了婚姻的殿堂。1978年，科學的春天終于到來，王懷民卻因積勞成疾将不久于世。醫院里，他用盡力氣，在民用核電報告的扉頁上寫下了他們幾個人的名字。