王怀民单独找到傅首长，申请参加回收地面核测试数据的任务，即使这是个九死一生的任务王怀民还是坚持上阵，托付傅首长交给杨佳蓉一封信。他不知道，此时杨佳蓉正在为进入蘑菇云采样做准备，每一个坐上飞机准备采集数据的同志都给家人留下了信件，只有杨佳蓉默默摸着王怀民给的胸针。经过全国各大气象专家的联合分析终于确定核爆当天的天气良好，核爆按原计划进行。大家既焦急又期待，随着发令员的口令，起爆员钟心摁下按钮，蘑菇云腾空而起，照耀出的万丈光芒和释放的能量足以摧毁一切。
蘑菇云从炸开到缓慢消散，数据收集的同志们及时赶到核爆钟心冒着生命危险收集一手资料。外围采集的数据传回总部显示并不乐观，因为核爆磁场影响较大所以最准确核心详细的数据还需要在核爆内部进行数据采集的同志传回。杨佳蓉和王怀民一个在地面，一个在空中紧急采集数据，靶场中，王怀民发觉数据仪器少了一个，独自冲回爆心区域，找回最后一个仪器。而杨佳蓉的空中采集已经完毕顺利返航。在洗消的过程中，王怀民突然开始呕吐。为了其他同志的安全必须将其隔离。
数据很快传回指挥室，经过数据分析员们紧张的测算，结果出来了。钟培林郑重而缓慢地宣布：这一刻我们等得艰难而缓慢，但是这次爆炸的原子弹释放当量超过美军在广岛投放的原子弹当量，所以这是一次成功的核爆炸！大家欢呼雀跃，方明将军将情况告知总理。大家都沉浸在核爆成功当中，1964年10月16日，历经千辛万苦我们终于永远了自主研发的原子弹。毛主席也无法再隐瞒此激动小心让周总理提前公布，全国各族人民都为原子弹的成功欢呼雀跃。西部基地也得到消息，打算好好庆祝。杨佳蓉的检查结果显示无辐射影响，而牛玲告诉王怀民的父亲王明山的情况不容乐观，但当他听到广播中播报原子弹成功爆炸的消息时，嘴角却是掩盖不住的笑意，美国的中国悲观论调恰恰从侧面证实了中国核爆的真实性。
杨佳蓉去看望王明山，王明山认识杨佳蓉问起王怀民的情况，杨佳蓉安慰王明山王怀民只是因为工作辛苦要好好休息，而王怀民恰是中国核武器研制的中坚力量，王明山骄傲但也知自己时日不多交代杨佳蓉许多王怀民的事情。王怀民的检查报告送往北京继续验证，为防止其成为辐射源不得不继续隔离。现在陶志纲一召唤钟心就跟着一起，钟教授也不再阻拦。由于保密性的要求所以表彰原子弹突出科学家和技术工人无法公开身份领奖，他们必须继续隐姓埋名为国家奉献自己。方小云再无理由继续留下第二天就要离开基地去北京学习，大海明白了信仰的伟大人的渺小，支持方小云去上大学，四年后两人会用跟好的自己面对面，方小云和大海许诺毕业就结婚。
陶志纲也向钟教授表明自己对钟心的满满爱意，请求钟教授同意两人回到西部基地立刻结婚结成革命伴侣，钟教授仍然不能接受，他介意的还是两人文化水平的差距，陶志纲将自己从钟心处学习到的很多知识向钟教授汇报，但是钟教授还是坚持两人无法达成精神境界的沟通，且现在也不是钟心结婚的最好时候，一旦结婚有了孩子又如何去追求科学的梦想，陶志纲根本无法和钟心志同道合感同身受，钟心生气离开，陶志纲也表示自己不会放弃。王怀民终于拿到了自己的检查结果，离开隔离病房，他赶到父亲的病房，但还是晚了一步，王明山光荣牺牲，王怀民在父亲耳边私语一家人就快要在天上团聚了。
纪念为原子弹事业牺牲同志的墓碑群中又多了一具英雄的尸体，人民和国家永不会忘记英雄的付出。自从拿到体检结果，王怀民就开始躲着杨佳蓉，彭雄飞为王怀民打掩护之后质问其为何转变态度，王怀民咳嗽不止没人知道他的情况。傅首长也问牛玲王怀民的情况如何，本来要转交给杨佳蓉的信被要了回去，其实王怀民的报告显示其未来可能会患上白血病，王怀民不想自己继续连累杨佳蓉，只想把剩余的时间留给研究，牛玲也只好帮他隐瞒。黄凯华和江水宁的婚宴就要举办了，江水宁有些一反常态。
第30集：杨佳蓉怀疑怀民病情 氢弹计划随即开启
回到西部基地，众人参加黄凯华和江水宁的婚礼。既是为了庆祝婚礼又为了原子弹首爆成功，大家都热热闹闹开开心心地开玩笑。江水宁似乎心里负担很重在回答大家伙的问题时也表现的不太自然，至于两人的恋爱问题还是陶志纲比较有发言权，陶志纲上台讲述之前还特意关心钟心，然后就叭叭地讲述了人家的爱情故事。等他下台之后和钟心的事情被问起时，还是一脸的沮丧，因为钟教授的不赞同婚礼也是没那么快。
大家的话题又转移到了杨佳蓉和王怀民的身上，但是王怀民因为自己的身体根本就没有出现在婚宴上而是继续研究，杨佳蓉只好将话题再次转移回婚礼的主角身上，王怀民现在已经会时不时流鼻血了，杨佳蓉去找他时已经发现血迹也猜到了王怀民的情况，王怀民为避开杨佳蓉躲在实验室的角落里，鼻子流出的血已经染红手帕。即使看见杨佳蓉留下的见面字条也只有伤心的资格。黄凯华和江水宁匆忙赶往基地门口迎接江水宁的舅舅，然而基地出于保密需求，没有允许舅舅进入。舅舅交代黄凯华还讲起了江水宁的艰难前半生留下了眼泪，黄凯华更是承诺会对江水宁好。
钟心和陶志纲商量如何度过钟教授这一关，但凡结婚就是要通过基地党组织同意，有钟教授在就是一大阻拦，陶志纲突然拉着钟心的手承诺自己一定会向钟教授证明有能力配上钟心，如果钟教授再不同意那就来硬的，钟心被陶志纲的话语感动。建国竟然和振理说自己的后妈江水宁是特务还要找出证据证明。婚礼彻底举办完成，江水宁和黄凯华的话中始终有话，只是醉酒的黄凯华根本没有听出。
县城饭店，黄凯华、江水宁和舅舅三人一起吃饭，舅舅话中也打听黄凯华工作单位的情况，在闲聊中黄凯华就要暴露基地一些情况幸亏及时止住。趁着黄凯华去书店，舅舅瞬间换了一副面孔，原来他的真实身份是国民党特务“老康”，江水宁竟是潜伏已久的特务“古扇”。老康怀疑江水宁假戏真做，并提醒其不要忘记自己的任务和特务行铁律：谁要是出现真感情那就是提前进入坟墓，在他的提醒下江水宁恍惚答应。
傅首长和钟教授向大家传达了毛主席的重要指示：中国第一颗氢弹叫639，三年内一定要让首颗氢弹爆炸成功。不论是什么弹，我们就是要超过别国。氢弹的研究难度巨大，国际上没有任何关于氢弹的理论知识，，在三年之内仅知道氢弹、聚变四个字怎么可能研究氢弹，大家都提出质疑又沉默，即使是研究困难很大，大家依然为新任务感到振奋。钟心发觉氢弹研究人员没有自己，钟教授先是告知钟心我国确实确实导弹来结合原子弹进行投送，而钟心就是要进入到两弹结合研究小组。钟教授承认自己在陶志纲问题上有些着急还是希望钟心多多考虑与陶志纲的关系，钟心坚持自己的选择。
石红英还是关系钟教授身体，这一切都被钟心看在眼里。杨佳蓉本想找牛玲问王怀民的情况，但是牛玲害怕自己说露嘴也避开杨佳蓉。王怀民知道无法成功隐瞒杨佳蓉自己的病情，只好给杨佳蓉留了一封信，请求其放下两人之间的感情，将剩余时间留给研究。王怀民如期赴约与杨佳蓉见面，把自己写好的信件递给杨佳蓉，就算已经知道王怀民的情况，杨佳蓉仍然愿意与王怀民共同承担未来，但王怀民拒绝了她。氢弹专家小组碰面开展会议讨论氢弹的初步情况。
激情的岁月第31集 预告
陶志纲和钟心在操场散步，聊着如何让钟心的父亲钟培林同意二人的婚事，正巧看见杨佳蓉独自坐在操场边垂泪。
两弹结合小组内部分歧严重，钟心与人针锋相对，经劝导后才冰释前嫌，双方决定精诚合作。
指挥室内，彭雄飞正在分析试验进度，医院打来电话通知他李彩兰马上要生了。彭雄飞急忙赶往医院，居然稀里糊涂地看着别人家的孩子傻笑。医院走廊上，杨佳蓉注意到江水宁的面色不太正常，建议她去产科检查身体，江水宁听后心中一惊。
王怀民拒绝让杨佳蓉做自己的主治医生，石红英递给他一份全新的治疗方案后忽然泪流满面。原来杨佳蓉为了找到更好的治疗方案，瞒着王怀民用自己的身体做试验，王怀民坚决反对的同时也深受感动。
县城招待所，江水宁将自己收集的黄凯华鞋底的灰土交给老康带回去分析研究。犹豫之中，她还是向老康汇报了自己怀孕的事。
激情的岁月第32集 预告
陶志纲为婚事苦恼，钟心却全身心投入两弹结合研究，陶志纲决定支持钟心为先。心事重重的江水宁意外摔倒，醒来后得知自己严重贫血，竟然是基地所有人共同献血救了她。
氢弹的研究一时陷入僵局，陶志纲突发奇想，竟然启发了王怀民和彭雄飞。杨佳蓉一直在医院里陪着江水宁，看着睡着的杨佳蓉，江水宁拿出了老康设计陷害杨佳蓉的信……
夜深了，两弹结合小组的同志们仍在努力工作，傅正川嘱咐大家回去休息。可傅正川离开后，却发现那间大办公室的灯又重新亮了起来。携带模拟核弹头的核导弹冷试验成功，钟心即将开始核导弹热试验。
基地生活区，王振理、黄建国等几个小孩子正在玩扔石子，江水宁运用物理知识教儿子建国。建国打碎了远处的一块玻璃，他拉着江水宁跑开，匆忙之中，江水宁没来得及擦掉写在地上的物理公式，恰好被黄凯华看见。
激情的岁月第33集 预告
酒泉导弹基地指挥中心，热试验即将开始，钟心成为发射控制员之一。钟心告诉父亲，等试验成功，她希望和陶志纲结婚。核导弹腾空而起，两弹结合试验成功！
王怀民的身体各项数据趋于稳定，杨佳蓉带着王怀民来到夫妻树下，主动向王怀民求婚。
江水宁叮嘱黄凯华要保护好自己，又借口探亲离开基地，黄凯华表面不动声色，却坐着下一趟车跟了上去。江水宁看到黄凯华跟来错愕不已，说话间，她看到了外面的老康。
王怀民发现黄凯华失踪，急忙找到陶志纲，陶志纲迅速带人赶往县城。废弃的厂房里，老康逼迫黄凯华写出绝密资料。在老康的威胁下，黄凯华写下了一组方程式，老康命令江水宁解开方程，结果竟然是《歌唱祖国》的曲谱。
陶志纲及时赶到，老康自尽，江水宁被带走，黄凯华被隔离审查。
钟心正式加入氢弹研究小组，经过大家一段时间的努力，氢弹原理试验终于成功！
激情的岁月第34集 预告
由于江水宁的身份问题，黄凯华已经无法再参与研究工作。氢弹试爆当天，王怀民将黄凯华的名字一并写在工作证上。随着飞机投弹，我国第一颗氢弹爆炸成功！
一场集体婚礼在基地食堂举行，王怀民和杨佳蓉、陶志纲和钟心在同一天结婚。这个时候，公安人员悄悄控制了礼堂，他们告知王怀民，杨佳蓉涉嫌特务活动，将被逮捕。王怀民坚持举行完婚礼，在傅正川的劝说下，公安人员同意等到婚礼结束。
钟培林告诉大家自己要去北京出差，接着跟大家聊起未来核能战略方向的问题。钟培林乘坐的飞机在北京郊外失事，他用生命保护了重要的文件。
1972年，黄凯华因江水宁事件，只能在基地做清洁工，而王怀民仍然毫无杨佳蓉的音信。
革委会主任曹芒宣布彭雄飞成为院长助理。在和曹芒针锋相对之后，王怀民成为批判对象。常玉婷成为彭雄飞的学术助理，却一直在监视彭雄飞。
激情的岁月第35集 预告
王怀民得到了杨佳蓉的消息，他不顾路途颠簸，终于和杨佳蓉再次相见。虽然见面的时间很短，但二人十分珍惜在一起的每分每秒。
基地里，黄凯华叫住了彭雄飞，并递给了彭雄飞一份研究报告，这是黄凯华在业余时间做的关于民用核电技术的研究。彭雄飞承诺一定会递交，也一定会帮大家平反。
彭雄飞得知常玉婷自作主张丢弃了黄凯华的报告，深感茫然无力。陶志纲被下放到收发室看门，钟心来给他送被子，环境的艰难加深了他们的感情。工厂仓库外，失魂落魄的陆大海遇到了正在吃力整理箱子的方小云，这才知道方小云是因为父亲被打倒，怕连累自己才提出分手。
黄凯华去监狱看望江水宁，江水宁从黄凯华的衣着细节中发觉其处境的艰难。为了能让黄凯华不再受自己牵连，她在监狱自尽。黄凯华回忆起二人曾经相处的美好时光失声痛哭。
激情的岁月第36集 预告
彭雄飞发现常玉婷偷翻自己的办公桌，他赶走了常玉婷。杨佳蓉终于回来了，王怀民急切地想赶过去找她，此时方小云突然跑来说车间着火了，王怀民和陶志纲急忙去车间救火。杨佳蓉也听到消息，主动前往火场救援，二人相遇后紧紧相拥。
中央决定派军队接管西部基地，巴图回到西部基地掌管武警保卫工作。傅正川也回到了西部基地，结束了混乱局面。
宿舍里，大家聚在一起包饺子吃，黄凯华带着已经投身核电研究的丁向军走了进来，老友重逢，大家都湿了眼眶，当初的A所四大才子时隔多年终于重聚。
王怀民因肺部感染只剩下半年的生命，杨佳蓉明白他无法放弃研究，决定陪他走完最后的日子。1978年春天，全国科学大会召开前夜，王怀民和杨佳蓉微笑着留下了最后一张合影……
1999年，苍老的杨佳蓉来到夫妻树前，向王怀民诉说着后辈们的成绩。远方，是欣欣向荣的核工业之城……
