1952年的上海，港务局青年活动会上，黄旭华和李世英相识。那是李世英第一次给黄旭华理发，没想到一理就是一辈子。李世英要去大连读大学进修，离开的那天，李世英跑到港口和他告别，黄旭华的船已经走远，她就把东西留给刘主任拜托她一定要交给黄旭华，里面是一把推子。
1954年，上海船舶工业管理局。刚从列宁格勒造船学院毕业的严保国作为苏联专家瓦西里的翻译回国为祖国效力。关于仿制鱼雷艇，黄旭华向瓦西里提出了自己心中的疑问，却被告知只需要学会仿制就好，因为中国目前的工业不足以建造潜艇，就算被侵略，苏联也会保护好我们的。结束后黄旭华依然追着向瓦西里提问，结果被严保国阻止了，说他刚才的举动太过分了，也希望他能清醒一点，老大哥现在只想教我们仿制，除此之外什么都别想。可黄旭华不是这么想的，他想学到更多。午饭时，黄旭华带着家乡的酥肉，用生疏的俄语向瓦西里提问，人家听不懂他就用肢体语言，被严保国生拉硬拽赶了出去。
某个雨天，黄旭华正在学习俄语，遇见了同在公交车站躲雨的李世英，她来这里当翻译。第一次给苏联专家做翻译，严保国提醒李世英不要给黄旭华做翻译，他嘴里蹦不出几个单词，却还非追着苏联专家聊天。李世英当然没有听他的，黄旭华一贯第一个举手提问，李世英也认认真真地帮他翻译。下课后，李世英再一次帮黄旭华剪了头发，黄旭华则拿着镜子偷看她。这一幕引来了不少人的围观，瓦西里都为他们的爱情鼓掌。
不久后，黄旭华和李世英结婚了。同事朋友们送来祝福，黄旭华和严保国在婚礼上高谈阔论，被生拉开后才一起跳舞。1958年，黄旭华和李世英已经生下了一个女儿，黄旭华对她十分宠爱，每天怎么抱都抱不够。上班后，黄旭华被吕所长叫去，给了他一封介绍信和火车票，让他马上出发去北京。火车是十点的，黄旭华甚至来不及回家收拾衣服，只能写下临时出差的纸条折成船的样子，让严保国把这个交给李世英。
严保国和春玲搞不懂黄旭华到底去了哪儿，李世英却很放心，他说了勿念，也说过很快就会回来的。到北京后，黄旭华拿着介绍信来到北京海军参加会议，认识了来自福建的赵达生和海军刘宏元，他们对将要开的会一无所知。会议开始后于所长让他们把本子收起来，不要做记录，他们要从事的工作保密性极强，从现在起要断绝与外界的联系，无论是妻子、父母还是朋友都不能暴露工作单位，一辈子都要做无名英雄。闻言气氛沉重，却没有人退出。于所长便宣布了大家来这里的目的，从即刻起，开始研发我们自己的核潜艇。他们面对国旗宣誓，像核潜艇一样潜入深海，不知何年再与亲人朋友相见了。忠于祖国忠于党，严守秘密遵守纪律，不达目标，绝不放弃！
吕所长去通知李世英，说黄旭华有任务暂时不能回来，要在北京待一段时间，无论家里有什么事情组织上都会帮助她，李世英对此一头雾水，也十分担心。大家挤在军乐团的楼里做研究，天气炎热，所长挨个儿给大家发了冰棍。黄旭华和赵达生、出去买书，回来的时候却因为没有证件回不去了，还被所长给训了一顿。他们抱怨自己是杂牌军，所长却说他们就是杂牌军，隐身的滋味才刚刚开始，未来许多年都将如此。
