1961年1月，于敏(雷佳音 飾)和妻子孫玉芹(倪妮 飾)還正為出國留學(xué)做著準(zhǔn)備。負(fù)責(zé)牽頭組織氫彈攻關(guān)的老郝找到于敏，問他愿不愿意加入氫彈理論預(yù)研工作。盡管知道一旦答應(yīng)下來，不僅要放棄難得的留學(xué)機會、放棄之前的聲譽，還要一輩子默默無聞、隱姓埋名，甚至要對家人都嚴(yán)格保密，于敏還是斬釘截鐵地答應(yīng)了下來。加入氫彈理論小組后，于敏、陸杰等人面對的第一個難題便是：根據(jù)美國期刊刊載的論文，在設(shè)計中添加氚有利于氫彈起爆。然而如果真要通過實驗來確認(rèn)這一技術(shù)路徑，要花費至少三年時間、數(shù)億人民幣。