張覺聽鄧稼先要把戰士們撤掉，他當時就有些急了，向鄧稼先詳細介紹了李響(李麟 飾)率領的上甘嶺英雄團戰士們的英雄事跡，而且戰士們從來沒有喝過一杯清水，把省下來的水都給了科學家和技術人員，秦子衿(佟麗婭 飾)和鄧稼先聽說后都十分感動，最后，張覺決定把所有的軍車全改成運水車。李響親自帶三輛車去200里以外運清水，隨行的戰士陸舫東想喝一點解解饞，李響卻不同意，車隊順利來到了馬蘭基地，秦子衿主動提出讓戰士們喝清水，但李響不舍得，因為汽油更貴。秦子衿拿出大慶油田已經開采出石油的好消息，李響當即下令所有戰士喝清水，戰士們開心地歡呼雀躍，秦子衿看到這一幕后，感動得熱淚盈眶，在茶缸上寫上了“最可愛的人”并送給了李響。

1962年，東風號導彈的發射出現意外，只升高了八秒鐘就掉了下來，把地面砸了一個深深的大坑，錢學森(郭曉東 飾)得知此事后，立刻帶秦品元前往東風基地，總設計師林津守在大坑前嚎啕大哭，錢學森勸他不要沖動，先找出來失敗的原因。錢學森帶著基地所有人在沙堆里篩零件和碎片，希望從中找出失敗的原因，錢學森讓大家把收集的碎片和零件都擺在地上，不分晝夜開始整理分析，他幾天幾夜不眠不休，妻子蔣英心急如焚，擔心錢學森被特務暗殺，她只好去找聶榮臻(曹克難 飾)求助，聶榮臻打電話給錢學森，錢學森發誓不找到原因就不回家，聶榮臻只好向蔣英解釋了其中緣由，蔣英得知錢學森很安全，而且在幫國家做很重要的工作，這才放下心來。

秦子衿拜托李響開車帶基地的女同志們去孔雀河洗澡，李響分別派出兩撥戰士在上、下游站崗放哨，這種細膩的心思讓秦子衿有些感動。經過所有技術人員的不懈努力，終于找到事故原因是一根電線，秦品元做推進劑試驗，就在試驗成功的那一刻，突然發生了爆炸，秦品元被炸成重傷，他拼勁最后一口氣，拜托錢學森幫忙找到女兒秦子衿。秦子衿收到父親的死訊后傷心欲絕，李響奉命送她去火車站，一路上，秦子衿都以淚洗面，李響讓她大聲哭出來。秦子衿來到父親墳前，她痛不欲生，錢學森也為之動容，秦子衿擔心父親不是黨員不能當烈士，錢學森保證會追認他為烈士，組織上決定讓秦子衿調回北京，但秦子衿堅決不走，要繼續留在基地。

作曲家王梓和秦詠城來大慶油田慰問演出，王進喜帶著工人們一起高唱“歌唱祖國”，然后就投入緊張的勘察工作，王梓希望秦詠城寫一首關于石油工人的歌曲，秦詠城很快就完成了這首歌，受到工人們一致好評。李響對秦子衿漸生情愫，他鼓足勇氣向秦子衿表白，秦子衿答應等完成父親臨終夙愿，把推進劑提高百分之八的任務完成再說。

錢學森和團隊成員終于研制出東風二號導彈，他想盡快發射，張覺擔心再出事故，就打電話向聶榮臻匯報，聶榮臻讓他聽錢學森的，錢學森向發射基地下達命令。東風二號準確命中目標，在場所有人都激動地歡呼雀躍，秦子衿躲在一邊潸然淚下，向去世的父親匯報這個好消息。焦裕祿(張新成 飾)奉命到河南蘭考任職，他帶著趙剁樓的村民們當年就完成畝產，焦裕祿卻因為舊病復發住進醫院，可他卻一心想回蘭考，惦記著蘭考人民。