影片讲述了新中国成立初期，面对国际核威胁与核讹诈，以冯石将军为代表的解放军将士和以陆光达博士为代表的海外归国科学家，毅然奔赴西北荒漠，进行原子弹研发的感人故事。

在极端艰苦的条件下：物资匮乏、苏联专家撤走、自然环境恶劣，他们靠着惊人的意志和爱国热情，克服重重困难。

科学家们废寝忘食地计算数据，官兵们用最原始的工具建设基地。

影片着重刻画了从高层决策者到普通一兵、一线科研人员的群像，展现了他们在个人情感、家庭与国家使命之间的抉择与牺牲。

最终，1964年，中国第一颗原子弹爆炸成功，震惊世界。