1969年，福禄岛。李世英和春玲把布娃娃杀了炖汤喝，黄旭华皱了皱眉头说她捅马蜂窝了。二人回到院里就听黄海妮和严海霞哭闹的声音，吵着闹着要布娃娃，严保国和黄旭华怎么哄都哄不好。李世英忍着情绪走进屋子里，说还剩下一些，让黄旭华吃了别浪费。黄旭华没吃，李世英情绪难过起来，她连鸡骨头都不舍得吃，这么做是为了谁啊。黄旭华连忙安慰她别生气，决定把鸡剁成馅儿包到云吞里，黄燕妮一定会吃的。
闲暇时候，黄旭华就一个人躲起来拿起针线，给黄燕妮缝布娃娃，严保国发现后忍不住取笑他。1970年，第一艘攻击型核潜艇服役，同年中国第一艘战略核潜艇开始研发。1974年，美国发表了导弹水下发射稳定性的论文，黄旭华认为应该马上跟进，他把赵达生和刘宏元调进战略导弹小组协助研究。黄旭华太过武断，严保国连忙拉着他出来，有几个人正准备打他小报告呢，这个决定万一失误了会引起很多风险，黄旭华却依然坚持，他相信他们设计的稳定系统没问题，如果错了，他负全责。
李世英帮黄旭华理发，最近他压力大，饭你也吃不下觉也睡不够，日渐消瘦。春玲跑来找孩子，她去学校接孩子老师却说因为刮台风早就把孩子放回来了。台风肆虐，黄旭华和严保国一众人连忙去找黄燕妮和严海霞。雨越下越大，最后大家在海边礁石发现了已经晕倒的两个孩子，又急忙把他们送到了医院。两个孩子被送进了抢救室，结果出来了，严海霞没事了，可黄燕妮还没脱离危险期。李世英听到这个结果哭得稀里哗啦，埋怨黄旭华不该把她带到这个小岛上受苦，一瞬间的情绪崩溃无处发泄。黄旭华看着李世英哭闹有种深深的无力感，攥紧的拳头还滴着雨水。
黄燕妮迟迟没有醒，黄旭华不断在她床边认错说对不起她，默默地把那个缝好的布娃娃放在她身边，陪了她整整一夜。次日一早，黄燕妮醒了过来，黄旭华欣喜不已，抱着她亲了又亲。来送饭的李世英看见这一幕，流下了心酸的泪水。黄旭华拿着鸡蛋让俞连长把它吃了，俞连长连连拒绝，说他们科研人员要补充脑力，鸡蛋是他们该吃的东西。黄旭华拿口琴威胁他，俞连长才吃了一个，黄旭华把剩下的也都塞给了他。俞连长指着大海问他，咱们的核潜艇以后也停在这儿吗？俞连长很佩服他们这些科研人员，说以后也要让儿子像他们这样。
刮风下雨又停电了，俞连长向黄旭华保证过绝不能耽误研究，冒雨打着手电去抢修，结果触电倒地，被急匆匆地送到了医院，却没能抢救回来，为科研人员抢修的俞连长沉重的牺牲了。1988年。黄旭华从梦中惊醒，他年纪已经大了，李世英也是，二人一起经历了许多大风大浪，李世英明白，黄旭华是想跟着他们一起下水的。黄旭华母亲已经许久没有见过他了，她身体已经不太好了，却还不愿意打扰黄旭华，他在保密单位工作，就一定是在做大事。
南海某潜艇基地，黄旭华和赵达生等人依然坚守在工作岗位。俞连长的儿子俞庆文参军了，做了海军，黄旭华和严保国偶然通过口琴认识他的。俞庆文想要替俞连长圆满，他想申请参与核潜艇实验。这帮孩子们去拍照了，严保国叹了口气说，他们是在给自己拍遗照。下海是有危险的，大家都抱着万死不辞的牺牲精神，而这也在无形中给科研人员增加了压力。
