1955年，国际形势变化莫测，新中国面临着急迫的建设任务，身在海外的中国知识分子纷纷响应国家号召，回国报效。留美物理学教授钟培林、留苏专攻物理的王怀民、何吟薇夫妇和黄凯华等科学家克服重重阻力，历经艰辛回国。1958年，中国第一个核武器研究机构A所成立，王怀民与战争英雄陶志纲、护士杨佳蓉、科学家彭雄飞、黄凯华和钟心一起加入，开始了原子弹的研发工作。他们在艰苦的研发环境下，克服自然灾害等诸多困难，最终于1964年10月16日成功试爆了中国第一颗原子弹。在欢呼雀跃的同时，他们又迅速投入到氢弹和两弹结合的研究中。不久，这两项重大的事业也相继取得成功。王怀民、杨佳蓉，陶志纲、钟心也在同一天喜结连理。然而，1978年，科学的春天已经到来，王怀民却因为长期的工作过度，病情加重，不久将与世长辞。在医院里，他竭尽全力，在民用核电报告的扉页上写下了他们几个人的名字。