1958年的北京，科研人員正在熱烈的討論，于所長(zhǎng)忍不住進(jìn)來(lái)聽了一下，黃旭華能夠聽取不同的意見，也沒有參與熱烈的爭(zhēng)論，于所長(zhǎng)好奇地問他怎么一個(gè)人在這兒不說(shuō)話，黃旭華回答他還沒有最大程度的占有資料，不好發(fā)言。李世英收到了黃旭華寄來(lái)的一封信，這是黃旭華抽空寫下的，來(lái)來(lái)回回寫了好幾次都撕了，最后寫下寥寥幾行，最后留下兩個(gè)字，勿念。李世英收到來(lái)信終于放心，回信給他。

嚴(yán)保國(guó)也被調(diào)來(lái)北京，還和黃旭華成了室友，黃旭華追著他問閨女怎么樣了。李世英還給黃旭華寄了幾件衣服，和一個(gè)疊成小船的紙條，黃旭華看過后忍不住發(fā)樂。嚴(yán)保國(guó)問黃旭華進(jìn)展如何，黃旭華如實(shí)回答，一開始所有人都干勁十足，可是后來(lái)一點(diǎn)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)以前學(xué)到的東西完全用不上，數(shù)據(jù)、儀器、材料都很缺乏，一切都要從零開始。嚴(yán)保國(guó)覺得不至于，說(shuō)三年之內(nèi)一定能搞出來(lái)，黃旭華笑他太樂觀了。熄燈號(hào)響起，打斷了二人的爭(zhēng)論。黃旭華躲在被子里打著手電筒看女兒的照片，提筆寫下給父母兄長(zhǎng)的信。

大家一致認(rèn)為現(xiàn)在最需要的是時(shí)間，可是一到會(huì)上就沒人敢提反對(duì)意見，嚴(yán)保國(guó)一拍桌子說(shuō)明天討論會(huì)上誰(shuí)也別說(shuō)話，他來(lái)說(shuō)！次日的討論會(huì)上，于所長(zhǎng)問他們?nèi)陜?nèi)能不能下水，嚴(yán)保國(guó)還沒來(lái)得及站起來(lái)黃旭華便反對(duì)，研制很著急，但也不能違背科學(xué)規(guī)律，科學(xué)研發(fā)可不是人有多大膽地有多高產(chǎn)的邏輯，嚴(yán)保國(guó)補(bǔ)充認(rèn)同。于所長(zhǎng)說(shuō)他和嚴(yán)保國(guó)會(huì)訪問蘇聯(lián)，登上核潛艇帶回第一手資料，有老大哥的支持，三年時(shí)間并不是不可能。

中國(guó)代表團(tuán)訪問蘇聯(lián)歸來(lái)后，帶回了不少東西，眾人見狀急忙去問嚴(yán)保國(guó)什么情況，嚴(yán)保國(guó)卻低著頭什么話也不說(shuō)。蘇聯(lián)專家要全部撤走，資料也要帶走，黃旭華卻并不擔(dān)心，這個(gè)世界上離了誰(shuí)都是一樣轉(zhuǎn)的，大不了就從零開始。核潛艇下水時(shí)間推遲到了五六年以后，但是科研任務(wù)一天都不能耽誤，于所長(zhǎng)讓黃旭華和嚴(yán)保國(guó)去找能夠做實(shí)驗(yàn)的大水池。黃旭華和嚴(yán)保國(guó)回到了上海，路過家門卻不能進(jìn)，二人只能忍著。

春玲告訴李世英有人在大食堂看見黃旭華了，李世英有些不相信，他真的到了上海還能不打招呼不回家啊？黃旭華在實(shí)驗(yàn)水池忙碌，嚴(yán)保國(guó)接到上級(jí)指示特批一天假可以回家連忙來(lái)通知他。黃旭華有些恍惚，還以為自己在做夢(mèng)。李世英推開家門看見黃旭華陪著女兒情緒激動(dòng)不已，二人久別未見，至于女兒對(duì)黃旭華還有些認(rèn)生呢。李世英又給黃旭華理了一次發(fā)，黃旭華還是舉著鏡子從里面偷看她，滿眼深情。

女兒今天很精神，晚上都不睡覺。李世英問黃旭華以后能不能常回來(lái)，得到答案有些失望。第二天離開時(shí)，李世英抱著女兒黃海燕站在窗前目送黃旭華，黃海燕終于開口叫了爸爸。在水池子里泡了整整兩年后，嚴(yán)保國(guó)有些不耐煩了，我們的目標(biāo)是大海深處，不是這個(gè)小水池！黃旭華卻在這個(gè)時(shí)候收到了來(lái)信，父親去世了。黃旭華默默流著眼淚，如果他請(qǐng)假領(lǐng)導(dǎo)一定會(huì)批，但也一定會(huì)很為難，他立下的誓言不能違背，父親在天之靈一定會(huì)明白他的。所以母親并沒有怪黃旭華，他沒能回來(lái)，一定有他的難處。

轉(zhuǎn)眼到了1962年，黃旭華帶著李世英和黃海燕來(lái)到了北京分配的宿舍，他們和嚴(yán)保國(guó)住一個(gè)院子。黃旭華給黃海燕改了新名字，叫做黃燕妮。