上世紀四十年代,加州理工學院終身教授錢學森(陳坤 飾)因為美國興起的反共言論而備受打擊。他的尖端技術研究被迫中止,并被責令出境。錢學森心系祖國,歸心似箭,而意識到錢學森的巨大價值的美方又對其歸國設置了重重障礙,甚至以間諜罪逮捕錢學森。最終,宣告無罪的錢學森被長期軟禁在家 中?! ″X學森寫信輾轉與祖國取得聯(lián)系,周恩來授命用11名美國戰(zhàn)犯飛行員換回了錢學森。 面對新中國技術、人才、工業(yè)等各方面的空白,錢學森帶領科研人員從仿制入手,根據(jù)現(xiàn)有技術和條件逐步研究、完善,奠定了中國導彈的基礎。 1960年11月,第一枚導彈試射成功。 1964年10月,第一枚原子彈試驗成功,錢學森又承擔起了研制火箭運載原子彈進行遠程攻擊的任務,他帶領科研人員克服了天氣地理等困難,完成兩彈對接,1966年10月在羅布泊靶場成功試射新中國第一枚核導彈! 晚年的錢學森對妻子(張雨綺 飾)充滿愧疚,但妻子的理解讓他倍感安慰。