新中国建立之初，大难初定，百废待兴。然而国际局势分外险恶，中华人民共和国仍处在风雨飘摇的关键时刻。近有盘踞台湾的国民党政权蠢蠢欲动，时刻准备反攻大陆；外有美国为首的帝国主义伺机推翻新中国，从中渔利。为了与对手和列强抗衡，中共审时度势，敞开胸怀招揽海外的华人科学家归国，共同发展国防事业。感受到了祖国的召唤，钱学森（陈建斌饰）、邓稼先（郑国霖饰）、钱三强（杨洪武饰）等科学家怀着一颗赤子之心，突破重重阻力投向祖国的怀抱。与此同时，国际上风云变幻，中苏关系交恶，抗美援朝战争也令原子弹的阴影进一步威胁中国的安全。 科学家们与祖国人民团结一心，为打造属于自己的“两弹一星”付出了无尽的努力……
陈都灵,辛云来,何泓姗,喻恩泰,温峥嵘,王艳,刘旭威,傅菁,黄海冰,廖慧佳
王砚辉,陶虹,咏梅,沙溢,李庚希,杨青,郭广平,朱铁,海清,黄磊,刘家祎,王栎鑫,王晴,李野萍,刘栋,金丰,贺镪,任重,徐敏,佟悦,范哲琛,杨雨婷,白玉,钟丽丽,周奇,陈红梅,徐梵溪,郭子凡,金溪,冯晖,焦体怡,吴施乐,吴金鑫
季冠霖,蒋恺,王骁,冷海铭,张智尧,迪丽热巴,张宥浩,张杰,杨幂,牟凤彬,杜俊泽,张艺瀚,张彬彬,高伟光,刘芮麟,吴雨珏,张赫,吴潇娜,路知行,边江,赵又廷,刘晓晔,于朦胧,李东恒,乔诗语,李恩晟,杨安琪,李芯逸,安悦溪,连奕名,黄梦莹,王秀竹,孟祥亮,代斯,赖艺,黄天崎,祝绪丹,王若麟,冯雪雅,凌岑,单雯,甘丽影,隋欣燃,虞文涛
段奕宏,王锵,张佳宁,张瑶,杨新鸣,黄小蕾,郑好,郑楚一,李春嫒,胡晓光,鲍鲲,土豆,黄婷婷,迟蓬
张若昀,李沁,陈道明,吴刚,田雨,李小冉,俞飞鸿,袁泉,毛晓彤,郭麒麟,宋轶,辛芷蕾,宁理,刘端端,张昊唯,付辛博,高曙光,赵柯,于洋,李强,刘桦,佟梦实,郭子凡,金晨,王楚然,高露,王晓晨,隋俊波,归亚蕾,余皑磊,毕彦君,罗二羊,吴幸键,宣言,王庆祥,徐志胜,崔志刚,傅迦,姚安濂,秦焰,沈晓海,王同辉,冯兵,常铖,王建国,刘宇桥,冯恩鹤,赵振廷,董可飞,李俊贤,崔鹏,贾景晖,王天辰,代文雯,王成阳,张弛,左凌峰,刘同,张维伊,东靖川,杨彤,孙亦沐,于小鸣,魏炳桦,李珞桉
周觅,郭晓婷,陈米麒,贾景晖,淮文,苗侨伟,翁虹,陶慧敏,许绍雄,乔于庭,马泽涵
杨新鸣,蒲巴甲,刘畅,陈柏融,海铃,王梓薇,赵秦,宋木子,高爽,严子贤,王泽轩,王丽娜,刘亚锟,程琪
张予曦,佟梦实,韩栋,傅方俊,黄羿,陈紫函
马柏全,张康乐,陈昕葳,袁铭泽,姚景元,付妤舒,朱晨丽
黄景瑜,孙千,施诗,王天辰,肖凯中,管梓净,贝勒,安唯绫,李嘉琦,何泓姗
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