正因林天誠看在丁富貴與丁梨的親戚關系，不想把事情鬧得太大，只要求丁富貴歸還全部贓款后自首。丁梨得知此事，主動來找林天誠替丁富貴求情，豈料林天誠軟硬不吃，氣得他臨走前還不忘撂話威脅。
張嵐千里迢迢從美國趕回，當她看見孟志遠虛弱地坐在病床上，心里百感交集。如今物是人非，孟志遠希望張嵐照顧好女兒，張嵐逐漸理解孟志遠對核電事業的堅持，后悔當年不該任性離家。
盡管張嵐想要補償這些年對女兒的虧欠，給她買了禮物和衣服，可是孟曉薇與張嵐毫無感情，見面后又格外疏遠。葉家明為能拿出優秀的堆芯方案，整個人處于廢寢忘食的狀態，終于在圖書館里找到想要的答案。
隔天清早，岳長山召集大家進行投票，193方案以12比6的票數勝出。正當許濟川志得意滿，認為結果塵埃落定之時，葉家明匆忙趕了過來，直接在黑板上寫出最新數據，詳細講述優化后的177方案。
在場科研人員熱烈討論起來，許濟川大受震撼，建議重新投票。葉家明體力不支走到隔壁房間休息，等他醒來已經天黑，通過許濟川獲悉177方案以絕對優勢勝出。
這天晚上，葉家明和許濟川進行了深刻交談，盡管他們對于核工業未來發展持有不同觀點，總體思想一致，屬于同類人。作為惺惺相惜的對手，二人握手言和，決心為中國核電事業拼盡全力。
雖然安全閥如期抵達秦昌核電站，可是安裝后運行出現問題，始終無法滿足條件，只好聘請外國技術專家戴維斯來此指導。然而戴維斯拿出準備改造安全閥，卻不讓工程師們靠近，鐘大功有些不滿，覺得他像防賊似防著大家。
林天誠遭惡意舉報行賄受賄，保衛科的賈科長親自過來調查，安排人員在林天誠辦公室搜尋證據。雖然賈科長沒有透露舉報人的身份，但是林天誠猜出丁梨在背后搞鬼。
當晚丁梨主動來找林天誠，假惺惺地表達關心，實則一肚子壞水，還想慫恿林天誠跳槽艾能能源集團，從而把他貪污的罪名坐實。林天誠看出丁梨的用意，完全沒有理會，反倒是葉家明被賈科長喊去問話，嚇得媳婦連忙去向岳長山求助。在岳長山的干涉下，賈科長不得不放人，葉家明重新返回核電基地。
丁梨的兒子丁釘囂張跋扈，出言侮辱林奇沒有媽媽，繼而惹怒他和葉啟辰，慘遭暴揍，就連電動小汽車都被踩壞。丁釘揚言要告訴家長，林奇為防止事情鬧大，于是決定幫丁釘修復小汽車，還專門帶著工具去卸載汽車上的核電裝置，林啟辰和孟曉薇對林奇的能力半信半疑。
等到戴維斯處理完安全閥的問題，葉家明想要查看圖紙遭到拒絕，其他人都圍著觀看，時不時在本子上寫寫畫畫，記錄他安裝過程。戴維斯查看大家畫的結構圖，直接圈出結構圖的幾處錯誤，也算是變相幫助他們。
對于這種情況，岳長山早已司空見慣，跟大家分享起十幾年前中外技術交流的場景，同樣是遭遇冷眼和冷板凳。岳長山與葉家明的觀點相近，那就是堅持自主研發，從無到有需要過程，最終的結果才是重中之重。
經過研究院領導開會商討，準備拿出部分資金成立現場攻關試驗室，集中核心骨干力量。岳長山向大家宣布這個好消息，葉家明繼續跟進177堆芯方案，至于許濟川和鐘大功則是各自負責技術研發以及安全閥。
女高管再次來找林天誠，愿以豐厚報酬和條件吸引他的加入，顯然他極具野心和報復，與其從采購員慢慢晉升主任的位置，他更想要成為這個行業的決策者。所以林天誠聽到女高管為自己籌劃的未來，不免有些心動。
孟曉薇連續多日沒有見到父親，于是委托林天誠幫忙把磁帶錄音交給孟志遠。磁帶里是女兒思念關心的話語，還有反復練習過的歌曲，孟志遠坐在病床前痛哭流涕，旁邊的張嵐亦是如此。
之前林奇和葉啟辰答應幫忙修復小汽車，果然他們找到核動力馬達后，第一時間把丁釘喊來。三個男孩子為避輻射非要在大夏天全副武裝，林奇更是傳授丁釘如何使用馬達。然而丁釘回家路上遇見丁梨，一不小心說漏嘴，導致丁梨誤會林奇和葉啟辰捉弄他，當即拉著他直奔廣播室找陸云崢算賬，偏要讓葉家和林家給自己一個說法。
林天誠聽到大喇叭傳出丁梨的聲音，毫不猶豫地趕去直播室替陸云崢解圍，明明只是小孩子的事情，結果被丁梨上升到大人之間的恩怨，認為林天誠存有打擊報復的心思。隨著林天誠和丁梨爭吵越來越激烈，嚇得丁釘道出他先辱罵林奇沒媽的起因，丁梨意識到理虧，二話不說帶著兒子離開。
雖然事情看似得到解決，可是丁梨心里窩著一股怒火，始終咽不下這口氣。林天誠同樣怒火未消，尤其得知丁梨正在調查葉家明，奪過話筒大聲嚷嚷丁梨快點讓堂弟丁富貴歸還贓款。回到家里，丁梨看見兒子拿著核動力馬達，仔細問清緣由，立馬計上心頭。
歌唱比賽當天，禮堂坐滿觀眾，葉、林兩家都來捧場，孟志遠和張嵐姍姍來遲。在大家的鼓勵下，孟曉薇獻唱一首“父親”，聽得所有人為之動容。此時丁梨帶領一群安保人員闖入，當眾公開某些人破壞國有財產，繼而強調要調查林天誠和葉家明。
林天誠知道丁梨是故意針對自己，蓄已久的情緒終于爆發，憤而提出從廠區辭職，并且透露想要出走海外、離開秦昌的心聲。在林天誠看來，國家目前處于技術匱乏階段，與國外一次次的談判，已經讓他見識到科研實力不足，沒有真正自主核電品牌的屈辱。也正因如此，林天誠決定轉做銷售，通過自己的努力將國外技術和產品以最經濟的價格賣給中國。
聽著林天誠的這番話，葉家明心里不是滋味，現場氣氛也越發低落。本來孟志遠就病重虛弱，而他出言挽留無果，下一秒就氣血攻心昏倒在地，徹底閉上了雙眼。孟志遠留給女兒一卷磁帶錄音，還有他親手依照女兒模樣焊烙的雕像，希望她能繼承自己的遺志，成為核電行業最優秀的小金人。
料理完孟志遠的后事，林奇被父親帶去美國生活，孟曉薇跟隨母親張嵐離開核電大院，曾經親如一家的三個家庭分道揚鑣就連三個孩子都因此受到影響，心理產生隔閡。多年后，時間來到二零零九年，每個人都發生翻天覆地的變化。
如今林天誠坐上集團合作人的位置，本想聘請高材生葉啟辰來自己身邊工作，奈何他已經決定回去報效祖國。林奇不顧林天誠阻攔，執意進入秦昌核電站當一名運行人員，甚至順利通過運行理論的考試，獲得模擬機培訓資格。
在這組學員名單里，林奇發現孟曉薇的名字，略有疑惑且并未深究。等到正式培訓之日，林奇足足遲到十分鐘，惹得組長李海麟相當不滿，繼而以他作為反面教材告誡大家，又提醒他注意別犯錯誤，林奇毫無顧忌地反駁回去。
現如今，中央下達核電中長期規劃，格外強調要節約發電成本，也就意味著拿到第一批發電項目就可以決定發電規格，沒有拿到項目就會慢慢退出市場，外國廠家必然不會輕易放過這次機會，如此一來必然違背秦昌發電站的初衷。
岳長山首先找到葉家明和許濟川商量對策，緊接約見已經退休的秦院長，希望從他口中打聽到相關信息。秦院長透露領導非常看好美洲先進壓水堆技術，并且聯系到國外公司，只要資金到位就能獲取全套技術。
但是這些年來，葉家明和許濟川從未放棄自主研發百萬千瓦級核電站，秦院長也是有目共睹，所以表示領導們還未做出最終決定，想要拿玉融核電站作為示范項目進行招標，鼓勵他們抓住這最后的機會。
秦院長的話給三人帶來了希望，岳長山更是要從葉家明和許濟川之間選出總設計師，若是其中一人當選總師，另外一人就要負責自主核材料研發。葉家明知道許濟川從未放棄成為總師的夢想，而他的努力都看在眼里，便把這個崗位讓給他，主動向岳長山申請調往資料所。
秦昌核電模擬機培訓中心內，大家都在分批進行模擬操作，同組夏雪出于緊張緣故屢屢失誤，反倒是孟曉薇臨危不亂，表現優異得到夸贊。林奇見到了闊別十三年、同樣心懷操縱員夢想的孟曉薇，自然是高興不已，可偏偏孟曉薇對他視若無睹。
等到模擬培訓結束后，大家換好衣服結伴離開中心大樓，唯有孟曉薇獨自一人。外面大雨傾盆，孟曉薇沒有帶傘被淋得渾身透，林奇自責于幼年的無心之舉對孟曉薇造成的傷害，試圖緩和兩人關系，無意間摔壞孟志遠留給孟曉薇的遺物“小黃金人”。
葉啟辰從美國學成歸來，特意申請了核研院總師助理的職位，躍躍欲試地想和父親葉家明一起并肩作戰。奈何葉家明拿到調令沒辦法親自接他，因此研究院三所張廣虎和實習生何粒子負責接機。
葉家明臨走前專門探望林奇，感慨三個孩子都已經長大成人，并且成為新一代核電生產力的骨干精英，希望他們彼此互幫互助，林奇承諾會當好大哥榜樣。岳長山堅持要親自送葉家明，許濟川礙于明天還有重要會議，只能祝他一路順風，相信以后還會見面。
然而葉啟辰沒有見到父親葉家明，心里難免有些失落，來到他所在辦公室找不到人，卻又打不通電話。何粒子對葉啟辰一見鐘情，忍不住向閨密孟曉薇分享興奮，對于這樣優秀的人有種莫名的仰慕。孟曉薇得知葉啟辰回國的消息，心里非常高興。
與此同時，葉啟辰蹲在宿舍門口等林奇，等了整整兩個小時，直到林奇姍姍來遲。向來潔癖的葉啟辰埋怨宿舍環境太差，嫌棄林奇邋里邋遢，正說話間，孟曉薇主動來找葉啟辰敘舊，對他和林奇的態度截然相反，顯得林奇極其不受待見。
三人就這樣各自重回秦昌，未來還會并肩戰友，可惜目前矛盾尚未解決。隔天清早，林奇眼看就要遲到，火急火燎地跑出宿舍，沒想到和孟曉薇撞個正著。林奇顧不得其他，騎著自行車帶上孟曉薇直奔培訓中心。
葉啟辰第一次來研究院報到，依舊沒有見到父親，反而有些不太習慣與長輩們打交道。岳長山召集全員召開自主研發百千萬級核電大會，當場宣布許濟川擔任總設計師，葉啟辰震驚又且不高興，就連其他人都疑惑不解，在他們看來葉家明才是總師的不二人選。
而在另一邊，葉家明向資料所同事們講解核燃料，表示光靠引進國外技術并非長久之計。中國核電站每年燃料耗費上億，葉家明強調自主研發不僅能夠脫離外國的束縛，還能彌補國內核電站的空白，出口國外產生巨大的經濟。