1963年2月，由第二機械工程部第九研究院理論部主任鄧稼先等同志領導的原子彈設計方案初步完成，應黨中央指示，在華北某秘密實驗基地進行模擬轟炸試驗，中央首長親自趕到基地觀看。
鄧稼先緊張得手心出汗，他拿出一小袋冰糖含服，才漸漸穩定心神。鄧稼先經歷了三年困難時期，全國上下缺少糧食，他和很多同事一樣患上了低血糖，所以含服冰糖就成了最有效的辦法。那時候，鄧稼先不眠不休，他帶著團隊成員驗算原子彈的核心數據，他們算了七遍，紙都用掉了幾噸，結果還是和蘇聯專家提供的數據差了兩倍，大家齊心協力找原因，結果都無功而返，好多同事因為吃不飽飯渾身浮腫，鄧稼先擔心大家士氣低落，就鼓勵大家堅持。
鄧稼先忙里偷閑給遠在老家的妻子許鹿希寫信，把基地的見聞告訴他們，還向許鹿希要冰糖，許鹿希一字一句讀給兒子平平和女兒典典聽，然后就四處找人借糖票買冰糖，許鹿希拿出兩塊冰糖給孩子們，想把剩下的全部寄給鄧稼先，結果發現冰糖只剩下一塊，許鹿希狠狠教訓了兩個孩子，平平只好承認他拿了冰糖，想種在花盆里等著結出更多的冰糖。
許鹿希把花盆里的冰糖取出來一點一點洗干凈，然后全部寄給鄧稼先。鄧稼先帶著團隊成員進行第八次核算，結果還是52，鄧稼先心里很難過，他看到同事李夢在投籃球，突然恍然大悟，懷疑蘇聯專家給的數據是錯誤的，就是想誤導他們，讓他們無法繼續推進，鄧稼先當即決定進行第九次驗算，結果仍舊是52?，在場所有人都開心地歡呼雀躍，鄧稼先更是激動地熱淚盈眶。
中央首長把一大包冰糖交給鄧稼先，讓鄧稼先準時起爆，鄧稼先按下按鈕，模擬爆炸實驗順利完成。1964年和1967年，鄧稼先帶領團隊制造了中國第一顆原子彈和氫彈。
方大曾是一名戰地記者，筆名小方，從1931年日軍發動九一八事變之后，方大曾就冒著槍林彈雨深入前線拍下日本侵略者丑惡嘴臉。1936年，綏遠戰場上剛剛結束一場生死決殺，方小曾就冒險去拍照，結果被日軍的流彈打傷，戰士小唐掩護他回到戰壕，方大曾強忍傷痛拍下戰士們浴血奮戰的難忘一幕，日軍的炸彈此起彼伏，戰士們一個個倒在方大曾身邊，他心如刀絞，小唐貼身保護方小曾，護送他來到戰地醫院。
方大曾看到戰士們傷勢嚴重，可是卻喝不到一口水，他心里很不是滋味，班長隨后趕來，得知全班的戰士全部犧牲，班長帶著小唐重新回到陣地，方大曾緊隨其后跟出去。
日軍向陣地投放有毒氣體，小唐剛忙給方大曾送防毒面具，他還沒有靠近方大曾，就被日軍的炸彈炸飛，方大曾迷迷糊糊醒來的時候，發現陣地上死傷一片，他到處找不到小唐的下落。轉眼到了1937年，方大曾回到北平，他把前線拍回來的照片洗出來，不由地想起戰士們奮勇殺敵，視死如歸的英雄壯舉，他忍不住潸然淚下。
日軍大舉進攻宛平盧溝橋，方大曾想去前線拍照，小妹方小敏不想他去冒險，偷偷把相繼藏起來，可方大曾執意要去，母親也拗不過他，就讓方小敏把相機拿出來，方大曾答應從盧溝橋回來給她拍照，方小敏苦苦懇求他不要去，方大曾好說歹說才要回相機，母親做了方大曾最愛吃的帶魚，他顧不上吃就走了。
方大曾背著相機出門，從鄰居口中得知永定門都關了，他想繞道趕過去，方大曾出門看到八路軍戰士向盧溝橋集結，就拍下來他們急行軍的照片，方大曾看到學生們在游行示威，也跟拍了一張，方大曾遇到同學，得知盧溝橋失守了，宛平城里全是日軍，方大曾更加堅定了去拍照的決心。
方大曾看到從前線撤下來的29軍的傷員，他趕忙給雙目失明的老金和戰友端來兩碗水，方大曾向他了解盧溝橋的情況，得知他們苦守盧溝橋，沒有當逃兵，結果戰士們傷亡殆盡，他們倆被日軍的毒氣彈弄瞎了，方大曾當場給他拍了一張照片。同學看到血肉模糊的傷員嘔吐不止，他勸方大曾不要再去盧溝橋拍照，方大曾讓他回家報平安，然后毅然決然趕赴盧溝橋，用鏡頭記錄了那一段歷史。
方母在家門口苦等了很多年，也不見方大曾的人影，方大曾去河北蠡縣前線跟蹤拍照的時候失蹤，他寄回來的照片和文章成為抗日戰爭重要的文獻資料。
港珠澳大橋是世界上最長的大橋，傾注了無數人的心血和努力，其中就有總工程師林鳴。
林鳴是家里的老二，他小時候就每天風雨無阻去河對面運糖，就是為了包糖的報紙，上面連載了小說《鋼鐵是怎樣煉成的》。由于今天下大雨，小橋被雨水淹沒，林鳴只能等著雨停了，小橋露出水面，他趕忙順著小石橋過去運糖，母親把報紙拆開，給孩子們繼續讀小說。林鳴對外面的世界充滿向往，他想自己建一座小橋。
轉眼到了1977?年，國家恢復高考，林鳴在全市最大的國營化肥廠做技術工人，魏廠長對他寄予厚望，派他去武漢參加制氧機的培訓，林鳴學成歸來，一心想參加高考。魏廠長不舍得放他走，可最終還是同意他的決定，同事劉曉勸林鳴留在廠里工作，不要因為高考錯失這么好的工作，可林鳴心意已決，劉曉大罵他是白眼狼。
魏廠長讓劉曉幫忙勸說林鳴，林鳴把制氧機的學習資料以及心得交給魏廠長，劉曉勸他一起留下來為廠里做貢獻，林鳴不甘心就此放棄，他逼平時隔年努力工作，不怕苦不怕累，還要抓緊時間復習功課，他每天累得精疲力盡，可還是咬牙堅持。
林鳴回到小時候的家，還清楚地記得那時候對外面世界的渴望，林鳴更加堅定了參加高考的決心，他沒日沒夜干活，復習。魏廠長全看在眼里，勸他不要高騖遠，要腳踏實地做好本職工作，魏廠長還想重點培養林鳴，苦苦挽留他，林鳴不想再過這種一眼就能望到頭的生活，林鳴想學醫，不但去北京，還要去更遠的地方。
1978年，林鳴參加高考，因為分數不理想就被調劑到水工建筑專業，清華大學土木系教授李世昌給新生上了第一節課，林鳴說出心里的想法，要在海上建橋，李世昌對他的大膽想法予以肯定。大學四年，林鳴認真學習專業知識，他建橋的決心更加堅定，暢想著把更多的人送到海的另一面。
2010年，林鳴出任港珠澳大橋的總工程師，他帶領團隊成員來到珠?？诹尕暄?，經過無數專家和施工人員的不懈努力，終于建成了世界另一奇跡---港珠澳大橋。