张爱萍(茅 菁 饰)亲临动员现场，豪情满怀地鼓舞大家：“天苍苍，野茫茫，到处青山埋忠骨。戈壁滩上能成就惊天动地的大事业！”李觉(吕一丁 饰)终于带领核武器研究院的科研人员开进了青海金银滩。

在罗布泊，淡水是一种奢侈品。为了把不多的淡水用在工程建设上，丁健飞(王东辉 饰)忍着干渴在工作。张洁(王乐君 饰)不忍，便带着几个女兵去偷水，结果被张蕴钰(马天放 饰)抓个正着，本以为司令员会严肃处理这事，没想到张蕴钰反倒向她们道起歉，还让全体女兵尽情享受一次水的“盛宴”。

任新民(张 昊 饰)(张东雨 饰)负责的导弹发动机试车在北京完成，上海冶金所在吴自良指导下拿出了合格的铀分离膜，王方定小组研制的点火中子源胜利成功，科学家们开始主攻第一次出中子试验这最后一道技术难关。1963年12月24日，1：2爆轰出中子实验成功。

一系列试验和准备工作在有条不紊地进行。周恩来(刘劲 饰)十分关心工作的进展，他把钱三强(王同辉 饰)找来，询问提取高浓度的铀235的情况。