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1949年，党中央领导人进驻北京香山，在国共和谈破裂的千钧一发之际，全力筹划建立新中国。

1949年1月，中国人民解放军总攻在即。是否能和平解放北平，取决于天津一战。为了总攻的发动扫平道路，解放军炮兵连长蔡兴福、侦察兵马宝树、廖枫，炮团实习参谋葛贵忱四人小组临危受命，乔装潜入天津城。此时，负责转移北平守军眷属的国军军需官姚哲在宪兵营长钱卓群的暗算下成为通缉犯，带女儿出逃时恰好与进城的蔡兴福一行人相遇，蔡兴福挟持姚哲欲完成任务。随着目标任务的逐步明晰，姚哲被暗算背后的秘密、钱卓群企图破坏北平和谈的阴谋、蔡兴福失踪儿子的下落都渐渐浮现出来……

建国初期，只懂科研不懂生活的“傻子”物理学家王怀民留苏归国后不久，妻子就因难产而亡，妇科医生杨佳蓉主动承担起照顾新生儿的责任。1958年二机部九所成立后，王怀民与科学家彭雄飞、黄凯华等人加入九所开始了原子弹研发工作。他们在研发过程中渡过了研发条件艰苦、自然灾害、中苏关系破裂等重重危机。同时，军人陶志纲带领着军队在罗布泊无人区中建立起试验基地。解决了设计方案、浓缩铀提炼等难题后，科学家们自主研发的原子弹终在1964年成功引爆。可是王怀民却因为长年艰苦工作和核辐射患上癌症，在生命的最后，王怀民终于明白生活的真