正因林天誠看在丁富貴與丁梨的親戚關(guān)系，不想把事情鬧得太大，只要求丁富貴歸還全部贓款后自首。丁梨得知此事，主動(dòng)來找林天誠替丁富貴求情，豈料林天誠軟硬不吃，氣得他臨走前還不忘撂話威脅。
張嵐千里迢迢從美國趕回，當(dāng)她看見孟志遠(yuǎn)虛弱地坐在病床上，心里百感交集。如今物是人非，孟志遠(yuǎn)希望張嵐照顧好女兒，張嵐逐漸理解孟志遠(yuǎn)對核電事業(yè)的堅(jiān)持，后悔當(dāng)年不該任性離家。
盡管張嵐想要補(bǔ)償這些年對女兒的虧欠，給她買了禮物和衣服，可是孟曉薇與張嵐毫無感情，見面后又格外疏遠(yuǎn)。葉家明為能拿出優(yōu)秀的堆芯方案，整個(gè)人處于廢寢忘食的狀態(tài)，終于在圖書館里找到想要的答案。
隔天清早，岳長山召集大家進(jìn)行投票，193方案以12比6的票數(shù)勝出。正當(dāng)許濟(jì)川志得意滿，認(rèn)為結(jié)果塵埃落定之時(shí)，葉家明匆忙趕了過來，直接在黑板上寫出最新數(shù)據(jù)，詳細(xì)講述優(yōu)化后的177方案。
在場科研人員熱烈討論起來，許濟(jì)川大受震撼，建議重新投票。葉家明體力不支走到隔壁房間休息，等他醒來已經(jīng)天黑，通過許濟(jì)川獲悉177方案以絕對優(yōu)勢勝出。
這天晚上，葉家明和許濟(jì)川進(jìn)行了深刻交談，盡管他們對于核工業(yè)未來發(fā)展持有不同觀點(diǎn)，總體思想一致，屬于同類人。作為惺惺相惜的對手，二人握手言和，決心為中國核電事業(yè)拼盡全力。
雖然安全閥如期抵達(dá)秦昌核電站，可是安裝后運(yùn)行出現(xiàn)問題，始終無法滿足條件，只好聘請外國技術(shù)專家戴維斯來此指導(dǎo)。然而戴維斯拿出準(zhǔn)備改造安全閥，卻不讓工程師們靠近，鐘大功有些不滿，覺得他像防賊似防著大家。
林天誠遭惡意舉報(bào)行賄受賄，保衛(wèi)科的賈科長親自過來調(diào)查，安排人員在林天誠辦公室搜尋證據(jù)。雖然賈科長沒有透露舉報(bào)人的身份，但是林天誠猜出丁梨在背后搞鬼。
當(dāng)晚丁梨主動(dòng)來找林天誠，假惺惺地表達(dá)關(guān)心，實(shí)則一肚子壞水，還想慫恿林天誠跳槽艾能能源集團(tuán)，從而把他貪污的罪名坐實(shí)。林天誠看出丁梨的用意，完全沒有理會(huì)，反倒是葉家明被賈科長喊去問話，嚇得媳婦連忙去向岳長山求助。在岳長山的干涉下，賈科長不得不放人，葉家明重新返回核電基地。
丁梨的兒子丁釘囂張跋扈，出言侮辱林奇沒有媽媽，繼而惹怒他和葉啟辰，慘遭暴揍，就連電動(dòng)小汽車都被踩壞。丁釘揚(yáng)言要告訴家長，林奇為防止事情鬧大，于是決定幫丁釘修復(fù)小汽車，還專門帶著工具去卸載汽車上的核電裝置，林啟辰和孟曉薇對林奇的能力半信半疑。
等到戴維斯處理完安全閥的問題，葉家明想要查看圖紙?jiān)獾骄芙^，其他人都圍著觀看，時(shí)不時(shí)在本子上寫寫畫畫，記錄他安裝過程。戴維斯查看大家畫的結(jié)構(gòu)圖，直接圈出結(jié)構(gòu)圖的幾處錯(cuò)誤，也算是變相幫助他們。
對于這種情況，岳長山早已司空見慣，跟大家分享起十幾年前中外技術(shù)交流的場景，同樣是遭遇冷眼和冷板凳。岳長山與葉家明的觀點(diǎn)相近，那就是堅(jiān)持自主研發(fā)，從無到有需要過程，最終的結(jié)果才是重中之重。
經(jīng)過研究院領(lǐng)導(dǎo)開會(huì)商討，準(zhǔn)備拿出部分資金成立現(xiàn)場攻關(guān)試驗(yàn)室，集中核心骨干力量。岳長山向大家宣布這個(gè)好消息，葉家明繼續(xù)跟進(jìn)177堆芯方案，至于許濟(jì)川和鐘大功則是各自負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)以及安全閥。
女高管再次來找林天誠，愿以豐厚報(bào)酬和條件吸引他的加入，顯然他極具野心和報(bào)復(fù)，與其從采購員慢慢晉升主任的位置，他更想要成為這個(gè)行業(yè)的決策者。所以林天誠聽到女高管為自己籌劃的未來，不免有些心動(dòng)。
孟曉薇連續(xù)多日沒有見到父親，于是委托林天誠幫忙把磁帶錄音交給孟志遠(yuǎn)。磁帶里是女兒思念關(guān)心的話語，還有反復(fù)練習(xí)過的歌曲，孟志遠(yuǎn)坐在病床前痛哭流涕，旁邊的張嵐亦是如此。
之前林奇和葉啟辰答應(yīng)幫忙修復(fù)小汽車，果然他們找到核動(dòng)力馬達(dá)后，第一時(shí)間把丁釘喊來。三個(gè)男孩子為避輻射非要在大夏天全副武裝，林奇更是傳授丁釘如何使用馬達(dá)。然而丁釘回家路上遇見丁梨，一不小心說漏嘴，導(dǎo)致丁梨誤會(huì)林奇和葉啟辰捉弄他，當(dāng)即拉著他直奔廣播室找陸云崢?biāo)阗~，偏要讓葉家和林家給自己一個(gè)說法。
林天誠聽到大喇叭傳出丁梨的聲音，毫不猶豫地趕去直播室替陸云崢解圍，明明只是小孩子的事情，結(jié)果被丁梨上升到大人之間的恩怨，認(rèn)為林天誠存有打擊報(bào)復(fù)的心思。隨著林天誠和丁梨爭吵越來越激烈，嚇得丁釘?shù)莱鏊热枇R林奇沒媽的起因，丁梨意識到理虧，二話不說帶著兒子離開。
雖然事情看似得到解決，可是丁梨心里窩著一股怒火，始終咽不下這口氣。林天誠同樣怒火未消，尤其得知丁梨正在調(diào)查葉家明，奪過話筒大聲嚷嚷丁梨快點(diǎn)讓堂弟丁富貴歸還贓款。回到家里，丁梨看見兒子拿著核動(dòng)力馬達(dá)，仔細(xì)問清緣由，立馬計(jì)上心頭。
歌唱比賽當(dāng)天，禮堂坐滿觀眾，葉、林兩家都來捧場，孟志遠(yuǎn)和張嵐姍姍來遲。在大家的鼓勵(lì)下，孟曉薇獻(xiàn)唱一首“父親”，聽得所有人為之動(dòng)容。此時(shí)丁梨帶領(lǐng)一群安保人員闖入，當(dāng)眾公開某些人破壞國有財(cái)產(chǎn)，繼而強(qiáng)調(diào)要調(diào)查林天誠和葉家明。
林天誠知道丁梨是故意針對自己，蓄已久的情緒終于爆發(fā)，憤而提出從廠區(qū)辭職，并且透露想要出走海外、離開秦昌的心聲。在林天誠看來，國家目前處于技術(shù)匱乏階段，與國外一次次的談判，已經(jīng)讓他見識到科研實(shí)力不足，沒有真正自主核電品牌的屈辱。也正因如此，林天誠決定轉(zhuǎn)做銷售，通過自己的努力將國外技術(shù)和產(chǎn)品以最經(jīng)濟(jì)的價(jià)格賣給中國。
聽著林天誠的這番話，葉家明心里不是滋味，現(xiàn)場氣氛也越發(fā)低落。本來孟志遠(yuǎn)就病重虛弱，而他出言挽留無果，下一秒就氣血攻心昏倒在地，徹底閉上了雙眼。孟志遠(yuǎn)留給女兒一卷磁帶錄音，還有他親手依照女兒模樣焊烙的雕像，希望她能繼承自己的遺志，成為核電行業(yè)最優(yōu)秀的小金人。
料理完孟志遠(yuǎn)的后事，林奇被父親帶去美國生活，孟曉薇跟隨母親張嵐離開核電大院，曾經(jīng)親如一家的三個(gè)家庭分道揚(yáng)鑣就連三個(gè)孩子都因此受到影響，心理產(chǎn)生隔閡。多年后，時(shí)間來到二零零九年，每個(gè)人都發(fā)生翻天覆地的變化。
如今林天誠坐上集團(tuán)合作人的位置，本想聘請高材生葉啟辰來自己身邊工作，奈何他已經(jīng)決定回去報(bào)效祖國。林奇不顧林天誠阻攔，執(zhí)意進(jìn)入秦昌核電站當(dāng)一名運(yùn)行人員，甚至順利通過運(yùn)行理論的考試，獲得模擬機(jī)培訓(xùn)資格。
在這組學(xué)員名單里，林奇發(fā)現(xiàn)孟曉薇的名字，略有疑惑且并未深究。等到正式培訓(xùn)之日，林奇足足遲到十分鐘，惹得組長李海麟相當(dāng)不滿，繼而以他作為反面教材告誡大家，又提醒他注意別犯錯(cuò)誤，林奇毫無顧忌地反駁回去。
現(xiàn)如今，中央下達(dá)核電中長期規(guī)劃，格外強(qiáng)調(diào)要節(jié)約發(fā)電成本，也就意味著拿到第一批發(fā)電項(xiàng)目就可以決定發(fā)電規(guī)格，沒有拿到項(xiàng)目就會(huì)慢慢退出市場，外國廠家必然不會(huì)輕易放過這次機(jī)會(huì)，如此一來必然違背秦昌發(fā)電站的初衷。
岳長山首先找到葉家明和許濟(jì)川商量對策，緊接約見已經(jīng)退休的秦院長，希望從他口中打聽到相關(guān)信息。秦院長透露領(lǐng)導(dǎo)非常看好美洲先進(jìn)壓水堆技術(shù)，并且聯(lián)系到國外公司，只要資金到位就能獲取全套技術(shù)。
但是這些年來，葉家明和許濟(jì)川從未放棄自主研發(fā)百萬千瓦級核電站，秦院長也是有目共睹，所以表示領(lǐng)導(dǎo)們還未做出最終決定，想要拿玉融核電站作為示范項(xiàng)目進(jìn)行招標(biāo)，鼓勵(lì)他們抓住這最后的機(jī)會(huì)。
秦院長的話給三人帶來了希望，岳長山更是要從葉家明和許濟(jì)川之間選出總設(shè)計(jì)師，若是其中一人當(dāng)選總師，另外一人就要負(fù)責(zé)自主核材料研發(fā)。葉家明知道許濟(jì)川從未放棄成為總師的夢想，而他的努力都看在眼里，便把這個(gè)崗位讓給他，主動(dòng)向岳長山申請調(diào)往資料所。
秦昌核電模擬機(jī)培訓(xùn)中心內(nèi)，大家都在分批進(jìn)行模擬操作，同組夏雪出于緊張緣故屢屢失誤，反倒是孟曉薇臨危不亂，表現(xiàn)優(yōu)異得到夸贊。林奇見到了闊別十三年、同樣心懷操縱員夢想的孟曉薇，自然是高興不已，可偏偏孟曉薇對他視若無睹。
等到模擬培訓(xùn)結(jié)束后，大家換好衣服結(jié)伴離開中心大樓，唯有孟曉薇獨(dú)自一人。外面大雨傾盆，孟曉薇沒有帶傘被淋得渾身透，林奇自責(zé)于幼年的無心之舉對孟曉薇造成的傷害，試圖緩和兩人關(guān)系，無意間摔壞孟志遠(yuǎn)留給孟曉薇的遺物“小黃金人”。
葉啟辰從美國學(xué)成歸來，特意申請了核研院總師助理的職位，躍躍欲試地想和父親葉家明一起并肩作戰(zhàn)。奈何葉家明拿到調(diào)令沒辦法親自接他，因此研究院三所張廣虎和實(shí)習(xí)生何粒子負(fù)責(zé)接機(jī)。
葉家明臨走前專門探望林奇，感慨三個(gè)孩子都已經(jīng)長大成人，并且成為新一代核電生產(chǎn)力的骨干精英，希望他們彼此互幫互助，林奇承諾會(huì)當(dāng)好大哥榜樣。岳長山堅(jiān)持要親自送葉家明，許濟(jì)川礙于明天還有重要會(huì)議，只能祝他一路順風(fēng)，相信以后還會(huì)見面。
然而葉啟辰?jīng)]有見到父親葉家明，心里難免有些失落，來到他所在辦公室找不到人，卻又打不通電話。何粒子對葉啟辰一見鐘情，忍不住向閨密孟曉薇分享興奮，對于這樣優(yōu)秀的人有種莫名的仰慕。孟曉薇得知葉啟辰回國的消息，心里非常高興。
與此同時(shí)，葉啟辰蹲在宿舍門口等林奇，等了整整兩個(gè)小時(shí)，直到林奇姍姍來遲。向來潔癖的葉啟辰埋怨宿舍環(huán)境太差，嫌棄林奇邋里邋遢，正說話間，孟曉薇主動(dòng)來找葉啟辰敘舊，對他和林奇的態(tài)度截然相反，顯得林奇極其不受待見。
三人就這樣各自重回秦昌，未來還會(huì)并肩戰(zhàn)友，可惜目前矛盾尚未解決。隔天清早，林奇眼看就要遲到，火急火燎地跑出宿舍，沒想到和孟曉薇撞個(gè)正著。林奇顧不得其他，騎著自行車帶上孟曉薇直奔培訓(xùn)中心。
葉啟辰第一次來研究院報(bào)到，依舊沒有見到父親，反而有些不太習(xí)慣與長輩們打交道。岳長山召集全員召開自主研發(fā)百千萬級核電大會(huì)，當(dāng)場宣布許濟(jì)川擔(dān)任總設(shè)計(jì)師，葉啟辰震驚又且不高興，就連其他人都疑惑不解，在他們看來葉家明才是總師的不二人選。
而在另一邊，葉家明向資料所同事們講解核燃料，表示光靠引進(jìn)國外技術(shù)并非長久之計(jì)。中國核電站每年燃料耗費(fèi)上億，葉家明強(qiáng)調(diào)自主研發(fā)不僅能夠脫離外國的束縛，還能彌補(bǔ)國內(nèi)核電站的空白，出口國外產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)。