新中国成立后，百废待兴。毛泽东(唐国强 饰)、周恩来(孙维民 饰)等领导人积极联络海外科学家，争取他们早日回国参加建设。同时台湾的蒋介石(马晓伟 饰)集团也在预谋采取各种手段阻止科学家顺利归国。12月18日，周恩来通过北京中央人民广播电台，代表党和人民政府邀请在世界各地的海外学子回国参加建设。著名空气动力学家、火箭专家钱学森(陈建斌 饰)以及其他科学家心里激起了很大反响，回国的心情更加迫切。1950年2月9日，美国参议员麦卡锡宣称，他掌握了一份在国家部里工作的205名共产党人名单。顿时，美国掀起了反共狂潮。作为美国火箭研制的领军人物，钱学森首当其冲。钱学森受到了美国联邦调查局的调查，他决定辞去加州理工学院教职和喷气动力实验室主任职务。同时，他准备以探亲的名义回国。钱学森来到五角大楼，向海军部次长金贝尔告别。钱学森十分坚决，金贝尔竭力挽留未果。金贝尔极为不安，命令司法部，宁可枪毙钱学森也不让他离开美国。确实，钱学森对美国来说太重要了，作为世界航空理论权威冯·卡门的得力助手、美国火箭领导四人小组成员之一，钱学森大脑里装着太多重要的技术信息。他想离开，美国政府是不可能答应的。当钱学森乘坐的飞机在洛杉矶降落，美国移民局的总稽查朱尔在机场拦住了钱学森，把一纸命令摆在他面前，凡是在美国受过像火箭、原子能以及武器设计这一类教育的中国人均不准离开美国。钱学森被激怒了，据理力争，但朱尔充耳不闻，扬长而去。在美的众多华人科学家纷纷准备回国。赵忠尧(孙长江 饰)将静电加速器部件和核物理实验器材分箱包装，委托给一家运输公司托运回国。然后，他悄悄告诉钱学森这一情况，受到钱学森的赞赏，两人约定明年夏天一起回国。《中苏友好同盟互助条约》在克里姆林宫签订，台湾岛内的蒋介石极为震惊惶恐，再次指示台湾保密局局长毛人凤(申军谊 饰)对中共领导人实行新的刺杀行动。我公安部门成功侦破台湾潜伏大陆的计兆祥(金友明 饰)电台，不久又将潜伏在东北地区的特务组织东北技术纵队也一网打尽，再一次挫败了台湾保密局局长毛人凤的暗杀行动。