1964年夏夜的北京某火車站，兩名軍人注視著登上列車的大學(xué)生隊(duì)伍。宋朝與伍巖松在車廂意外重逢，二人發(fā)現(xiàn)伍的戀人郭小艷、師弟向旗與東北技術(shù)工人孔漢川亦在其中。列車穿越戈壁最終抵達(dá)羅布泊核試驗(yàn)基地，眾人方知被秘密抽調(diào)參與國家重大工程。在極端惡劣的自然環(huán)境中，科研團(tuán)隊(duì)與部隊(duì)官兵展開原子彈試驗(yàn)攻關(guān)。孔漢川憑借精湛技藝攻克多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，卻在執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)時(shí)為保護(hù)設(shè)備壯烈犧牲。宋朝與伍巖松帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破重重困境，最終于1964年10月16日成功完成中國首次原子彈爆炸試驗(yàn)，用生命與智慧鑄就了共和國的核盾。