彩兰不论条件多么艰苦，劳作多么辛苦都坚持打理自己的农田，彭雄飞默默观察着彩兰想帮她分担一些重担结果还根本无力抬起，饥饿情况有所好转，李彩兰的农田开发也卓有成效，连傅首长也带头表扬李彩兰。彭雄飞惊异于李彩兰的进步，渐渐意识到了李彩兰的好。陶志纲、老格勒一行在戈壁上行军讨论起羊肉的好味道结果真的发现戈壁上出现黄羊群。有同志调离A所回北京让大家都很失望。陶志纲向傅首长汇报羊群的事情，在傅首长的争取下，上级同意保护黄羊群延续的情况下有限猎杀，且傅首长为此次行动负全责。

黄凯华、王怀民和彭雄飞查看爆破实验场所，又继续探讨一些关于原子弹爆破的数据问题。大家都在为彩兰田忙前忙后，陶志纲则带队打黄羊。土豆算是种出来了，彭雄飞倒是佩服起彩兰，且彩兰对戈壁的土壤种植方法很有自己的一套理论让彭雄飞对她更加另眼相看。陶志纲正要设计黄羊，钟心等人赶来阻止，钟心直言黄羊是濒危动物，对他们进行打猎是犯罪行为，不仅钟心，王怀民和杨佳蓉也是这样想的，陶志纲却说人的健康更重要。

陶志纲的话也很有道理，只有打下黄羊获取粮食才能继续坚持制造原子弹这个伟大的事业，老格勒为缓解气氛喊大家伙一起去喝奶茶。彭雄飞主动到田地里帮忙，李彩兰说等基地粮食问题解决了她就会走，彭雄飞忍不住出言挽留说彩兰的离开自己也会难过，结果一个滑到彭雄飞接住了彩兰，两人四目相对似乎感情发生了改变。钟心不允许打猎，但是老格勒是不远万里回归祖国的土尔扈特人，他们完全了解这片沙漠的生态循环，黄羊是上天的礼物，它们的族群也是生生不息的，而且傅首长允许，大家才认同了猎杀羊群。

老格勒拉起了家乡的乐器，音乐悠远悠长让大家沉醉，但是同志们猎杀的羊群数量不够，

因为沙漠快要起风，但为了多捕一些黄羊，老格勒带着两名同志独自去山坳子里再打五只，陶志纲则带着羊和钟心等人先回基地。大家开心晚上会有烤全羊吃，但是天快黑老格勒都没有回来。老格勒越走越远已经收不到基地的信号，大批人马出去寻他，结果发现他误入沼泽不幸牺牲，他的牺牲对陶志纲打击很大。

羊肉在烤着但是基地的每一个战士都很伤心，老格勒和两名战士为了把打到的最肥的几只羊送回基地而砍断了马的缰绳，他们这样是为了祖国的伟大事业而牺牲，祖国和人民永远不会忘记他们。科学家们心情沉重，不肯吃用同志生命换回的羊。陶志纲眼含热泪如果同志们不吃这个肉只会让牺牲的战士死不瞑目，大家哭着吃下羊肉。王怀民坐在外边感叹自己为何要从苏联回来面对如此多的困难，同志们的牺牲换来的却是科学实验的失败，科学家经受的身体和精神的双重打击和折磨，王怀民甚至自我怀疑能否造出原子弹。

支撑王怀民信念的只有科学这是远远不够的，杨佳蓉开导王怀民，他不是一个普通的人，不能习惯性地逃避问题，他必须要站起来带领着大家继续攻坚克难，像老格勒同志一样怀抱着党的信仰，共产主义信念，继续坚定地走下去。王怀民想起钟教授和自己聊过的信念问题好像慢慢明白了共产主义信念的真谛。食堂里，同志们一起哼唱起古老的英雄赞歌。陶志纲独自坐在外面怀念老格勒。

成格勒的牺牲，让陶志纲有所好转的战后应激创伤复发。睡梦中陶志纲再次梦见朝鲜战争战士们被火烧的场景，梦中惊醒又想起与老格勒重逢的场景，将他的衣服缝补好带着军功章去了老格勒墓地，向牺牲的战士致敬。环境艰苦，可实验却并没有停滞。王怀民用红布写的两行横幅：干惊天动地事，做隐姓埋名人，悬挂在实验室内激励大家。数据被计算出来，马上就可以开始热核试验。钟教授也等着大家最终的汇总数据，在此时的条件下钟教授也不得不鼓励表扬奋战的同志。

王怀民当着钟教授的面主动发言，他一直相信精英救国而且很多事情印证了他的想法，但经历了这么多事情让自己的想法产生改变，中国的条件和美国不一样，美国有财力支撑研究，但是中国刚刚从巨大的磨难中解脱要想成功必须依靠群众和全国人民的团结以及共产主义信仰，于是王怀民决定申请加入中国共产党，钟心和黄凯华也不甘落后。钟教授看着消瘦的钟心有些感慨，钟心要钟教授考虑自己的个人问题，倒是钟心与陶志纲的进展让钟教授更为担心。

钟心的中子源研究依然在工棚进行，陶志纲在工棚外指导大家遮盖整修严密工棚，得知钟心主动申请在这个地方做实验认为其变化很大。王怀民的儿子振理将要被接到西部基地，正赶上王怀民出差，他只好托杨佳蓉帮忙。钟心和陶志纲每天在一起吃饭被黄凯华遇见问起原因，钟心解释说陶志纲是请老师吃饭天经地义。陶志纲主动帮钟心维修工棚，却被钟心发现他的状态异样。陶志纲内心深处的恐惧是他一直避免却又避免不了的，被钟心戳穿之后陶志纲没有作声。王怀民本想借着夫妻树的故事向杨佳蓉告白，却发现忘了带作为定情礼物的胸针，杨佳蓉明白王怀民的心思，她会带着振理等待王怀民回来。

钟心知道陶志纲的战后创伤心理，陶志纲坚持自己的病症没有那么严重，但是老格勒的牺牲重新激起陶志纲的病症而且加深他的痛苦，陶志纲不愿接受美国疗法，钟心说她准备采用中国最传统的办法——陪伴。王怀民随钟培林到罗布泊核爆试验场出差，塔架的修建经过精密计算，但是塔架的核心数据出现问题无法核准，王怀民基座混凝的净水可能不是达标的净水，如果掺入了大量的碱水那么可能会影响塔架，因为大旱没办法运送净水所以只能掺和碱水，那么塔架必须重建，王怀民情绪激动强调只能推掉重来。

负责工程的团长火速赶来，竟然是王怀民的父亲王明山。王怀民一看见自己的父亲就有些怂。王怀民加入A所没有给父亲透露一点风声，因为王怀民当年和母亲承诺过不涉军旅安稳度过一生，王怀民不回答反倒问起父亲如何也在这里。长大后的振理十分顽皮，负责保护他去西部的小战士都无法管住他，碰见林教授也在火车之上，用飞机作为奖励和振理打赌让其安静。王明山要王怀民考虑实际情况，但是如果不推倒塔架需要寻找其他解决方法也是行不通的，塔架是核心它要托起原子弹，如果到时候出现什么问题那个损失和责任是谁也无法承担的，即使一时无法接受那么只好通过开大会研究的方法来达成解决方法。

振理遵循赌约发现沙漠之上确实没有一只活物，林教授告诉振理这里是不适合任何人和动物生存的沙漠，但是振理的爸爸妈妈们为了让全国其他人民爱居乐业而搬到这个地方来奉献自己，振理似懂非懂但总算知道了自己搬到西部来的意义。会议研究爆塔的问题，因为爆塔爆炸之后留下的很多一手的宝贵资料才是重点，考虑再三王明山担下了所有责任，还鼓励战士们推倒有问题的爆塔，才能帮助新中国崛起。

振理到达戈壁和林教授分别，林教授认识振理的爸爸王怀民鼓励振理要继续努力。杨佳蓉独自来接振理，没看见王怀民振理有些失望。王明山被降职且被调离现有工作岗位，王怀民向父亲道歉，王明山却为儿子感到骄傲。杨佳蓉接回振理因为国家专项粮食和林教授带来的慰问粮补充了基地的食堂，所以正好无限量供应油饼，大家伙都开心地吃个不停。林教授吃了也赞不绝口，傅首长更是在林教授面前大夸彩兰的精神。

林教授此来还有别的目的且事关基地的生死存亡。黄凯华带着自己写的信去找陶志纲理论，自己写的好好的一封信和画作被陶志纲涂抹的不成样子，但是任何一封信件的话语中蛛丝马迹都会被有心人考究，陶志纲提起黄凯华追求江水宁就必须搞清楚，组织好对江水宁进行严格的政治审查，黄凯华一生气直接回怼陶志纲不懂恋爱，陶志纲听完之后沉思了好一会。

晚上钟心在实验室里工作突然就窜出一只野狼不断地往实验室冲击，正在危急的时候陶志纲出现费了好一份力气搏斗杀死野狼，钟心担心陶志纲安危冲出来时野狼已经死掉但是陶志纲满身是血还强装笑颜安慰钟心，钟心对陶志纲的感情慢慢发生变化。黄凯华的信到底还是寄出了，江水宁收到信件十分开心但是信中只言片语又无其他信物让江水宁更加思念黄凯华。王怀民在塔爆基地指导工作，但是傅首长急召王怀民和钟教授回基地商量要事。

彭雄飞和几个科学家一边吃饭一边商量试验进度，彩兰担心彭雄飞也遇上狼发生危险给他寻了个小锣。钟心怕陶志纲被狼咬伤之后出现别的严重病症，一直往陶志纲怀里塞消炎药和难得的罐头，陶志纲虽然推让着但还是开心有人关心自己。正巧遇见杨佳蓉接回振理，杨佳蓉看着钟心和陶志纲认为这两人有戏，只是两人还没有进一步说开心思。振理借口上厕所翻墙往外跑，幸亏门卫拦住又碰见王怀民回来截住振理，杨佳蓉这才放心问起王怀民为何这么早回基地，王怀民回答振理以为王怀民就快要和杨佳蓉结婚，闹闹腾腾说自己就可以有个真妈妈了。

为了调查“两年规划”的进行情况，上级派了联合调研团进驻基地。钟教授要求调研团进驻期间要展现出核武器研究团队的精神面貌，因为国家集中了全国的力量来协助原子弹的研制，但是目前却连原子弹的影子都未见着，这不免让很多人会对核武器科学家们产生质疑，于是大家都坚定信念迎接调研团。会议完毕王怀民等着送给杨佳蓉好吃的，两人的关系渐渐明朗，黄凯华和钟心等也替他们开心。为迎接检查黄凯华把板书计算公式写的十分工整有序，彭雄飞和其产生了争执，王怀民冲出来使用黑板直接解决问题。大海喜欢文艺汇演的女同志一直寻找人家却又不敢直接面对。

带队的方明将军表示会以公正的态度向中央反映基地的真实情况，而调研团里的科学顾问竟然是丁向军。钟心不顾狼患坚持留在工棚，陶志纲担心其安危又嘴硬说自己作为保安处长不会给钟心站岗。王怀民、黄凯华和彭雄飞找丁向军喝酒套话，丁向军先是装腔作势不予理会，后来喝多了，直言自己心中不平，认为现在是“证明”自己的时候了。陶志纲为了保护她，守在工棚外睡着了，钟心发现后心中感动。陶志纲一醒以为是狼将钟心摔倒在地让其一下生气的不行。方明将军率队实地考察，同志们都努力向考察团献殷勤，却又因紧张频频出错，甚至还发生了雷管爆炸的事故。