然而有那么一群年轻人，为了祖国的科学事业，甘愿扎根偏僻荒芜的戈壁滩，奉献自己的青春。其中李健 饰演的陶志纲是一名退伍军人，刚从抗美援朝的战场上荣誉归来，性格比较耿直，一见面就开始与王怀明互怼。
李光洁 饰演的是王怀明，他是从苏联留学归来的科研工作者。为了将重要且秘密的科研数据安全地带回国内，他用高端的无机颜料将数据写到了油画上。回国后他开始用酒擦油画，而陶志纲却认为他在浪费粮食，因此两个人产生了隔阂。这也导致王怀明递交的政审未通过，意味着他没能成功进入研制原子弹的基地。
不过后来经过组织详细调查之后，发现了事情的真相。最终王怀明成功加入了中国gcd，开始为研制原子弹的事业贡献自己的力量。演员徐晓璐 所扮演的钟心是一位从美国留学归来科研工作者。她的打扮非常的时尚，性格也很活泼，不过有一点傲娇。与同事相比，她俨然是一副资产阶级做派。不过她爱护祖国的心跟其他人是一样的，她引进了国外的先进思潮，并且一直听从组织的安排，在研制两弹的过程中不断更改研究方向，只为更早研制出强大的国防武器。
