自從蘇聯(lián)學成歸國被安排進行導彈研究工作，孫家棟(佟大為 飾)就一直想要見見那顆蘇聯(lián)援助中國的蘇式導彈。機會很快就降臨，他成為了蘇聯(lián)總顧問蓋杜柯夫的翻譯，并獲得了他的賞識。就在導彈仿制工作進展到最關(guān)鍵的時候，蘇聯(lián)專家逐批撤走。孫家棟和同事們發(fā)現(xiàn)蘇聯(lián)留下的導彈資料里缺了最關(guān)鍵的一頁，他們苦尋而不得。在錢學森(劉奕君 飾)的指點下，孫家棟運用反設(shè)計的辦法成功填補上空缺。幾個月后，中國的第一顆仿制導彈矗立在了茫茫的戈壁之上。一直單身的孫家棟，眼看馬上三十了，黃志明(王自健 飾)將自己妻子的同學魏素萍(孫儷 飾)介紹給了孫家棟，三個月后他們舉行了簡樸的婚禮。新婚當晚，孫家棟給了魏素萍一個鐵盒子作為新婚禮物。