1938年，這時(shí)候?qū)O家棟還只是個(gè)孩提，卻已經(jīng)有了遠(yuǎn)大的夢(mèng)想。那年冬天雪下得很大，一輛國際列車穿越中蘇邊境駛?cè)霛M洲里火車站，只有少數(shù)人知道這間列車?yán)镙d著一件不一樣的禮物。1958年，孫家棟從夢(mèng)中醒來。他時(shí)常夢(mèng)見去滿洲里接導(dǎo)彈的場(chǎng)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(wù)，他去蘇聯(lián)留過學(xué)，蘇聯(lián)專家缺一個(gè)過硬的翻譯，所以陳主任推薦了孫家棟。孫家棟要給蘇聯(lián)導(dǎo)彈專家蓋杜柯夫做翻譯，聽到這個(gè)名字他已經(jīng)躍躍欲試。

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

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(xiàn)了一些問題，蘇聯(lián)專家會(huì)全部撤走，他很欣賞孫家棟，還想帶他去蘇聯(lián)繼續(xù)導(dǎo)彈任務(wù)，但孫家棟卻拒絕了，他在蘇聯(lián)留學(xué)是因?yàn)橐獙W(xué)習(xí)知識(shí)報(bào)效祖國，他沒有理由離開這片土地。蓋杜柯夫被打動(dòng)，讓孫家棟帶著同事來，他會(huì)在離開前把所有的知識(shí)都教給他們。

蘇聯(lián)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(dǎo)彈。孫家棟想到了1956年，蘇聯(lián)母校為他授予大林獎(jiǎng)?wù)碌哪莻€(gè)時(shí)刻，如今看著這枚獎(jiǎng)?wù)拢瑢O家棟內(nèi)心十分復(fù)雜。安德烈沒爭(zhēng)到這塊獎(jiǎng)?wù)拢圆乓恢庇浐迣O家棟，孫家棟也不驕傲，什么時(shí)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(guān)鍵的一部分，但陳主任不想半途而廢，再難也要繼續(xù)做下去。

孫家棟常常在圖書館學(xué)習(xí)到深夜，一天晚上被錢學(xué)森錢院長發(fā)現(xiàn)了。二人都被鎖在了圖書館里，錢學(xué)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(lián)專家走后留下了很多難題，錢學(xué)森給了他一個(gè)解決辦法，用反設(shè)計(jì)，也許就能造自己的導(dǎo)彈了。錢學(xué)森堅(jiān)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(jì)算，終于找到了解決問題的辦法，補(bǔ)上了兩頁圖紙，陳主任十分欣慰，并且宣布國產(chǎn)燃料已經(jīng)合格，現(xiàn)在萬事俱備只欠東風(fēng)。在孫家棟等人的共同努力下，導(dǎo)彈研發(fā)成功并成功發(fā)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(shí)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(bào)紙，卻張望著手中照片上的相親對(duì)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(shí)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(jié)婚了，在同事朋友的見證下辦了一個(gè)簡(jiǎn)單卻隆重的婚禮。

結(jié)婚后，孫家棟送了魏素萍一份結(jié)婚禮物，是他的獎(jiǎng)?wù)拢€有他的全部家當(dāng)，這些就是他的全部，魏素萍笑著收下，掌握了家里的財(cái)政大權(quán)?。1962年，東風(fēng)二號(hào)完成了出廠驗(yàn)收，陳主任安排包括孫家棟在內(nèi)的人去配合發(fā)射工作，東風(fēng)二號(hào)連螺絲都是自己生產(chǎn)的，大家揚(yáng)眉吐氣了一番。酒泉衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)，發(fā)射場(chǎng)工程隊(duì)的隊(duì)長李東海騎馬來接他們，他是從朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上下來的，一條胳膊留在了長津湖，干起活兒來不要命，脾氣大嗓門大，是因?yàn)槎湓趹?zhàn)場(chǎng)上震壞了。

孫家棟開始了對(duì)東風(fēng)二號(hào)的檢查工作，還沒開始他就發(fā)現(xiàn)了保險(xiǎn)絲頭的異樣，并且排查了所有的安全隱患，要求把老鼠洞都堵上。李東海不愿意，發(fā)射日期是有要求的，何況在戈壁灘上哪里來的老鼠，要和基地領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，還把他們趕了出去。同事覺得李東海是軍閥作為，認(rèn)為應(yīng)該和上級(jí)反映這個(gè)問題，可孫家棟一臉淡定地去找了李東海。他抓到了一只老鼠，蘇聯(lián)就發(fā)生過這樣的事情，李東海見狀突然拋出去嘔吐，孫家棟以為他怕了，卻不想是因?yàn)殚L津湖戰(zhàn)役打到最后一戰(zhàn)，因?yàn)闆]有口糧，上上下下全靠挖地耗子吃，連續(xù)吃了一周。孫家棟肅然起敬，他們都是值得敬佩的英雄。李東海返工了，不僅如此還幫孫家棟抬水，孫家棟明白，他不是一個(gè)小肚雞腸的人。

在孫家棟和李東海等人見證下，東風(fēng)二號(hào)順利點(diǎn)火發(fā)射沖向太空，可令人意外的是，轉(zhuǎn)眼導(dǎo)彈便墜落在地，掀起一片灰塵。孫家棟拖著身體上前，不顧危險(xiǎn)要去查看問題，李東海等人追著他阻攔。導(dǎo)彈墜落帶來了一個(gè)巨坑，孫家棟跑到那個(gè)坑跟前，看著燒為灰燼的導(dǎo)彈碎片，竟不知該作何反應(yīng)。孫家棟他們一一撿著剩下的細(xì)小零件收起來，這次失敗的打擊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大許多。孫家棟他們一直在那里挖東西不肯回來吃飯，李東海沒辦法就帶人給他們送飯過去，他當(dāng)初也是帶兵打仗的人，可現(xiàn)在飯送到嘴邊都指揮不動(dòng)這些人。孫家棟他們怕晚上風(fēng)沙大把零件吹跑了，沒時(shí)間更沒心情吃，李東海也實(shí)在沒辦法只能配合他們把東西拉回去，晚上更是直接帶人去幫他們挖零件了，孫家棟帶人十分感動(dòng)。

導(dǎo)彈發(fā)射失敗，蔣介石的偵察機(jī)來拍照片，落后就要挨打，孫家棟心里很難不著急。錢學(xué)森不遠(yuǎn)千里趕了過來，導(dǎo)彈發(fā)射失敗他比誰都著急，大家都以為錢學(xué)森是來興師問罪的，孫家棟主動(dòng)承擔(dān)責(zé)任，但錢學(xué)森并不是來追究責(zé)任的，甚至。要說責(zé)任，首先是他的。失敗很痛苦，但也很正常，如果一失敗就鬧情緒就沒有以后的。錢學(xué)森鼓勵(lì)大家不要害怕失敗，經(jīng)過失敗才會(huì)變得更聰明，更強(qiáng)大。

錢學(xué)森想聽聽孫家棟的意見，孫家棟認(rèn)為沒有重視系統(tǒng)協(xié)調(diào)，建議從總體方案入手。其次孫家棟認(rèn)為這次失敗也和東方一號(hào)發(fā)射太順利有關(guān)，大家被勝利沖昏了頭腦過于樂觀了。未來的路還有很長，我們必須腳踏實(shí)地地走好每一步。李東海經(jīng)常帶著戰(zhàn)士們出去打獵，小孟在其中一次受傷了了。有個(gè)戰(zhàn)士偷拿了兩個(gè)羊肉包子，炊事班讓李東海評(píng)評(píng)理，李東海很生氣地要管他禁閉，戰(zhàn)士很難過地道出原委，小孟快不行了，他就是想讓他臨走前吃口葷的。工程隊(duì)的飯沒有一點(diǎn)油水，小孟的病號(hào)飯也是，他們打獵帶回來的獵物都要先保證技術(shù)人員，如果不是因?yàn)榇颢C，小孟又怎么會(huì)摔得那么慘。孫家棟連忙拿了幾個(gè)包子給這名戰(zhàn)士，可他們趕到醫(yī)院時(shí)，小孟已經(jīng)去世了。

李東海在小孟墓前吹起了口風(fēng)琴，想起那年冬天和小孟一起打仗，后來又一起來了大西北，小孟要和他學(xué)口琴，說回家就能給姐姐聽了。李東海答應(yīng)小孟等導(dǎo)彈發(fā)射成功就把口琴送給他，可是他們都沒有等到。他們的犧牲是心甘情愿，李東海明白，活著的人要為死去的人爭(zhēng)氣，不能讓他們白死。孫家棟心情復(fù)雜，表示他們一定會(huì)帶著新的導(dǎo)彈回來的！離開時(shí)，李東海又騎著馬送他們，雙方嚴(yán)肅莊重地以軍禮送行，背后包含了許多無法言喻的信仰。

孫家棟歸來時(shí)，和魏素萍的兒子已經(jīng)出生一段時(shí)間了，這段時(shí)間孫家棟全然無蹤，連兒子出生都不在，魏素萍很難不埋怨，但是孫家棟的工作是保密的，魏素萍也可以理解。兒子亮亮傳來了哭鬧聲，孫家棟連忙進(jìn)去看兒子，魏素萍把亮亮抱給他，她已經(jīng)三個(gè)多月沒出過門了，現(xiàn)在孩子交給了孫家棟，她要出門逛街去了。實(shí)際上，魏素萍是去買菜給孫家棟做菜了。

第三十七次小組故障分析會(huì)。孫家棟總結(jié)了故障原因，這是一次最慘痛也是最寶貴的教訓(xùn)，錢學(xué)森說我們一定要把故障清零，把它徹底消失在地面上。1964年。孫家棟他們總結(jié)教訓(xùn)后重新回來了，李東海再一次為他們帶路。這段時(shí)間，李東海不斷告訴自己永遠(yuǎn)不能馬虎，這次是隨便檢查！導(dǎo)彈即將發(fā)射，李東海和孫家棟激動(dòng)不已，同時(shí)也惴惴不安。導(dǎo)彈點(diǎn)火發(fā)射成功，孫家棟喃喃道，這次我終于能吃上那包糖了。導(dǎo)彈準(zhǔn)確擊中目標(biāo)，我們成功了！

聶帥打報(bào)告組建了空間技術(shù)研究院，讓錢學(xué)森做院長，大家穿上軍裝起碼多一個(gè)保護(hù)，聶帥還希望如果自己不在這個(gè)崗位上了，錢學(xué)森要負(fù)起東方紅一號(hào)的責(zé)任。他們需要一個(gè)新的總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，錢學(xué)森推薦了孫家棟。國防科委參謀胡啟正來給孫家棟送中央科技研究員調(diào)令，主要任務(wù)是研制國家第一顆人造衛(wèi)星，兩天后報(bào)道。孫家棟十分激動(dòng)，好友也激動(dòng)不已，二人一同拿出了一張報(bào)紙，是當(dāng)初蘇聯(lián)人造衛(wèi)星登上太空的新聞，那時(shí)候他們就想，什么時(shí)候我們國家也能有自己的衛(wèi)星啊。飛向太空是人類幾千年來的夢(mèng)想，蘇聯(lián)和美國能做到的，我們也一定能做到！

孫家棟來到研究院報(bào)道，錢學(xué)森準(zhǔn)備了很多資料，孫家棟早已看得入迷。錢學(xué)森讓孫家棟說說工作的困難，孫家棟說最重要的是時(shí)間，但1970年發(fā)射衛(wèi)星，這個(gè)時(shí)間不能變。孫家棟認(rèn)為三年時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，錢學(xué)森讓他去找?guī)褪郑灰切l(wèi)星發(fā)射方面的人才都可以大膽的去找，并表示有什么困難他都可以幫忙。孫家棟找來了好友，還有許多衛(wèi)星制造方面的專家，復(fù)合材料的專家陳希遠(yuǎn)卻遲遲未到，他脾氣詭異，但孫家棟認(rèn)為他是個(gè)有能力的人，于是找到了他的地址。

孫家棟希望陳希遠(yuǎn)去工作，陳希遠(yuǎn)認(rèn)為把衛(wèi)星送上天太難了，他們遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠做到，但孫家棟說靠的是智慧和勇氣。陳希遠(yuǎn)讓孫家棟陪自己再打一次乒乓球，贏了就答應(yīng)他。于是，陳希遠(yuǎn)正式加入了研究院，與其他十七名專家并稱十八勇士。大家一起討論問題，常常會(huì)有意見不統(tǒng)一的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候一場(chǎng)球賽成了勝負(fù)的關(guān)鍵。十八人組成的科研團(tuán)隊(duì)忙碌的工作著。大家每次開會(huì)都會(huì)吵架，但是越吵反而問題越少。不過吵架不能解決全部的問題，我們不是對(duì)手，是隊(duì)友，在孫家棟的凝聚力下，十八人早已成為了一家人。

衛(wèi)星需要的零件很難生產(chǎn)，系統(tǒng)也很難，三年的研制期限實(shí)在太短了，孫家棟卻告訴大家自己小時(shí)候很喜歡吃糖，家里房梁上總放著一包糖，他怎么夠都?jí)虿坏剑髞戆衙抟旅摿溯p裝上陣如愿以償?shù)爻缘搅颂恰Ｋ裕瑢O家棟提出主攻衛(wèi)星的本質(zhì)任務(wù)加快研發(fā)速度，三年是有可能的。這個(gè)想法得到了許多人的認(rèn)可，孫家棟也早就報(bào)上去了。果不其然，這個(gè)方案把科學(xué)院的人氣個(gè)半死，孫家棟結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)捅了個(gè)馬蜂窩，但錢學(xué)森很是淡定，孫家棟是踏實(shí)的人，他不是沖動(dòng)，他也想看看孫家棟會(huì)如何處理這件事情。

孫家棟為方案四處奔波找洪主任，無意中得知他們幾個(gè)人在一起研究孫家棟的方案。孫家棟進(jìn)入會(huì)議室，想把這件事情和大家說明白。