1938年，這時候孫家棟還只是個孩提，卻已經有了遠大的夢想。那年冬天雪下得很大，一輛國際列車穿越中蘇邊境駛入滿洲里火車站，只有少數人知道這間列車里載著一件不一樣的禮物。1958年，孫家棟從夢中醒來。他時常夢見去滿洲里接導彈的場景，這次還真的看見了，就跟看到初戀的感覺一樣。陳主任交給了孫家棟一件任務，他去蘇聯留過學，蘇聯專家缺一個過硬的翻譯，所以陳主任推薦了孫家棟。孫家棟要給蘇聯導彈專家蓋杜柯夫做翻譯，聽到這個名字他已經躍躍欲試。

孫家棟去給蓋杜柯夫做翻譯，他為人挑剔已經換了好幾個翻譯，大家都很擔心孫家棟行不行。孫家棟的表現很出色，他專業知識過硬，還指出了蓋杜柯夫的錯誤，蓋杜柯夫非但沒有生氣，還認可了孫家棟，原來這是他的考驗，孫家棟被留了下來做蓋杜柯夫的專職翻譯。一日，戰士們突然集合，孫家棟也在其中。他第一次見到了真正的導彈，情緒十分激動。蓋杜柯夫來這里給大家上課講解這顆導彈，聽到可以打擊一萬公里以外的目標，大家十分不敢相信。孫家棟偶然見到老相識安德烈熱情打招呼，安德烈卻完全不理會。

1960年。今天的課突然取消了，后邊的課也全部取消了，孫家棟一臉納悶，不明白究竟是為什么。孫家棟去見了蓋杜柯夫，安德烈拒絕道他身體不舒服，并將他拒之門外。孫家棟很是不能理解為什么這么做，所以兜了一大圈子去見了蓋杜柯夫。蓋杜柯夫坦白兩國出現了一些問題，蘇聯專家會全部撤走，他很欣賞孫家棟，還想帶他去蘇聯繼續導彈任務，但孫家棟卻拒絕了，他在蘇聯留學是因為要學習知識報效祖國，他沒有理由離開這片土地。蓋杜柯夫被打動，讓孫家棟帶著同事來，他會在離開前把所有的知識都教給他們。

蘇聯專家離開這一天為他們舉辦了回國儀式，蓋杜柯夫留了一份禮物給孫家棟，他走后就有人交給孫家棟。安德烈卻挑釁孫家棟，他們不可能造出真正的導彈。孫家棟想到了1956年，蘇聯母校為他授予大林獎章的那個時刻，如今看著這枚獎章，孫家棟內心十分復雜。安德烈沒爭到這塊獎章，所以才一直記恨孫家棟，孫家棟也不驕傲，什么時候拿了自己國家的勛章才是真本事。蓋杜柯夫留下了一張圖紙，不過缺少了最關鍵的一部分，但陳主任不想半途而廢，再難也要繼續做下去。

孫家棟常常在圖書館學習到深夜，一天晚上被錢學森錢院長發現了。二人都被鎖在了圖書館里，錢學森阻止了孫家棟跳下去，還記得他的名字，讓他所說最近工作的困難。孫家棟坦白蘇聯專家走后留下了很多難題，錢學森給了他一個解決辦法，用反設計，也許就能造自己的導彈了。錢學森堅信，未來世界甚至是在太空的。

孫家棟連忙找來同事們連夜計算，終于找到了解決問題的辦法，補上了兩頁圖紙，陳主任十分欣慰，并且宣布國產燃料已經合格，現在萬事俱備只欠東風。在孫家棟等人的共同努力下，導彈研發成功并成功發射。同事給了孫家棟一張照片讓他去相親，孫家棟一開始拒絕說沒有時間，可看到照片那一刻卻愣住了。孫家棟和魏素萍的相遇，是二人各自拿著一份報紙，卻張望著手中照片上的相親對象。魏素萍率先找到了孫家棟，落落大方地和他一起逛街。這段時間孫家棟和魏素萍通了幾十封信，魏素萍追著孫家棟問他們的事情看法，孫家棟自然十分滿意，魏素萍也是。于是，二人結婚了，在同事朋友的見證下辦了一個簡單卻隆重的婚禮。