陶志纲向黄凯华打听钟心最近的情况，黄凯华却给他普及了很多关于导弹的知识，又告诉其两弹小组中有七名同志自愿成为导弹控制员，他们都留下遗书时刻准备牺牲，黄凯华安慰陶志纲里边可能不会有钟心。事情却相反，钟心果决地交出了遗书志愿成为导弹控制员，与钟教授告别时钟教授答应只要她能活着回来就答应她与陶志纲结婚。这是一项关乎于全民族一百多年来梦想的任务，就是在这一天两弹实验成功，标志着中国已经拥有能够用于实战的核导弹。不光如此，639的研制也已经到了最后的关头，大家伙都激动地不行。
老康听着广播里在中国共产党的领导下核武器已经成功的消息十分嫉恨，江水宁与他都躲在暗处观察黄建国。王怀民再次来到杨佳蓉处检查身体，王怀民体内的放射性物质已经慢慢减少，多项指标都趋于正常，他能继续活向美好的未来。杨佳蓉拉着王怀民的手到众人面前要王怀民答应自己，在他任务结束的那天两人就结婚，因为以前的胆小两人之间错过了很多机会，现在杨佳蓉好不容易勇敢了起来，王怀民坚定地许诺等任务完成不管生死无所畏惧一定与杨佳蓉结婚，两人相拥。
江水宁想要伤害建国可是终究不忍心还是交代建国最近要时刻小心除非见到父亲不然不要和任何人走，建国乖巧答应。钟心带着资料被一群人围着，幸亏陶志纲带着战士及时赶到解救钟心。江水宁突然收拾行李要去北京，只和黄凯华说舅舅病重自己要临时回去，黄凯华心中起疑在送江水宁离开时问她还有啥要对自己坦白的，江水宁叮嘱黄凯华要保护好自己和建国又依依不舍地抱着黄凯华然后乘车离开。钟心带着绝密资料回到基地交给王怀民，这一切得亏陶志纲，钟教授与陶志纲握手感谢哪知陶志纲抓着手就是一通亲热地叫着岳父，钟教授想起自己的承诺最终还是默认。
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，黄凯华坦白自己虽然平时专注研究但是搞科研的自己很注重观察，江水宁送给自己的皮鞋刮擦太过干净、而且她能看懂数据的演算过程、还有她上次吃下的纸，这些都让黄凯华产生了怀疑。说话间，她看到了外面的老康，为了黄凯华的安全江水宁设计独自离开去见老康，拿出假资料混淆得以枪指老康，但是老康似乎掌握了黄凯华的安全以此威胁到了江水宁。
王怀民发现黄凯华失踪，急忙找到陶志纲，从黄建国的口中得知黄凯华有危险，得到消息的陶志纲迅速带人赶往县城。废弃的厂房里，老康拿性命威胁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，黄凯华是怕死但是绝不会屈服于敌人的枪下，就在老康要伤害江水宁的时候陶志纲及时赶到，老康自尽。江水宁被带走抢救，她的性命保住但是孩子不幸流产，江水宁的认罪态度很好根据口供北京又抓获两名特务，黄凯华因为涉案太深也要被隔离审查，大家都十分关心相信黄凯华，因为当时现场的残酷还有黄凯华扛下所有写下的《歌唱祖国》都值得大家相信。
“文化大革命”初期正在发展中的核工业受到了影响和干扰，为了稳定局面，党中央领导人亲下指令保证核工业的正常运转。钟教授向傅首长汇报基地资料被人多势众的大串联分子抢夺并且要运走，他们连傅首长的命令也不遵从，杨佳蓉和一众科学家们手挽着手拦住串联分子装有资料的汽车离开，又是陶志纲带着士兵及时赶到，这些人的一举一动完全可以被视为间谍罪，他们要经过严格搜查才能离开基地。彭雄飞爆轰实验失败，钟心正式加入氢弹研究小组，王怀民通过简单的算式提醒大家每一个小点持续积累就会变成更大的点。
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……
