剧情：20世纪40年代，加州理工学院终身教授钱学森（陈坤饰）受到美国反共言论兴起的打击。他对尖端技术的研究被迫暂停，并被勒令离境。钱学森很担心自己的祖国，急于回国。美方意识到钱学森的巨大价值，为其回国设置了许多障碍，甚至以间谍罪逮捕了钱学森。最终，被无罪释放的钱学森被长期软禁。钱学森写信与祖国取得联系。周恩来命令11名美国战犯飞行员接替钱学森。面对新中国在技术、人才、产业等方面的差距，钱学森带领研究人员从模仿开始，根据现有技术和条件逐步研究改进，为中国导弹奠定了基础。1960年11月，第一枚导弹成功试射。1964年10月，第一颗原子弹试验成功，钱学森承担了研制用于远程攻击的火箭载原子弹的任务。他带领科研人员克服了天气和地理的困难，完成了两弹的对接。1966年10月，新中国第一枚核导弹在罗布泊靶场成功发射！钱学森晚年对妻子（张雨绮饰）充满愧疚，但妻子的理解让他感到安慰。
