于敏(雷佳音 飾)聽聞老郝乘坐的飛機失事的消息，悲痛不已，這個對他亦師亦友的領導，讓他要怎么接受，哭得不能自已。于敏從上海回北京，看到大門緊鎖，從鄰居劉姐口中才得知搬家的消息。于敏來到新家，這么久沒見，兒子于辛都認不出他還喊了聲叔叔，心里別提有多難受。在家里，于敏又廢寢忘食地工作起來。于辛找于敏陪他放風箏，于敏跟于辛商量后天去，可于辛鬧著就要今天去。于敏就跟于辛承諾給他做一個木頭飛機，兩人還拉鉤約定下來。孫玉芹(倪妮 飾)心疼于敏半夜還在忙工作，就把自己的外套給他披上，也不打擾，就這樣默默地陪在一旁。1965年12月，理論部一行前往青海。于敏給大家講話，激動表示氫彈設計在理論上已經取得突破。很快，理論部在青海工廠忙碌起來。這天夜里，有人跑來說造氫彈的殼子被弄壞了。陸杰看了下估計沒什么關系，于敏也保證不會影響未來氫彈的爆炸，并且表示真出問題自己可以擔責。1966年元旦北京，部長參加科研人員家屬的聯歡會。不少家屬心里有特別多的委屈和埋怨，部長聽了也很難受，可是搞科研就是這樣，現在也只能代表部里對大家說句對不起。孫玉芹站起來發言，她們的男人干的是保密的事，現在大家是把平時想說不敢說的事說了出來。孫玉芹笑著說她在背后罵過于敏，不過于敏也聽不見，平時家里出事男人總不在家，一沒事就回來了，可是家家都有本難念的經，日子總要過，不如開開心心地過一天。國家不僅要靠男人們頂著，她們也不能倒下，否則家就沒了。孫玉芹認為以后誰家孩子要是病了，家里要是有什么急事，大家都可以搭把手互相幫忙。二場區來人了，有些技術上的問題想要咨詢于敏，于敏不顧成天熬著疲憊的身子，立馬過去給制造部的職工答疑解惑。陸杰在八號材料車間做實驗，突然暈倒被送去醫院。聞訊的于敏趕去醫院找醫生詢問陸杰的情況，醫生面色凝重，問他們到底是做什么的，不過除了他還會有專家會診，就連院長都出動，神神秘秘的，搞得什么傳言都有。醫生道出陸杰的情況不容樂觀，是肺結核感染累及心臟。病房里，陸杰發起呆來，腦海里不禁想起之前去上交理論部的工作日志，這才知道姚蘭主動申請調走的消息。陸杰拆開上回姚蘭給他的那顆糖吃了起來，腦海里全都是這段時間和姚蘭相處的畫面。于敏去病房看望陸杰，陸杰提起第一次見到于敏的時候，大家都好奇一個連國都沒有出過的人，居然能把英文說得那么好。這可是陸杰第一次夸人，于敏拿出之前陸杰寫給自己的欠條，他還欠自己一個承諾，現在只要他好好活著。1966年12月，理論部來到新疆氫彈原理試驗場地，這里冰天雪地的。副團長老馬奉命來接于敏一行，喊于敏跟自己坐小車，其他人坐大車，不過于敏反而是讓剛剛吐了的三人坐小車，自己去做大車，老馬對于敏刮目相看。走了一段路，于敏跟老馬商量，一會遇到大石頭或者大顛的時候，希望能提前通知下。