飛機試飛成功，群眾熱血沸騰，看著試飛安全降落的飛行員，已經病入膏肓的徐夢仿佛看到江行建在戰友們的擁護下向自己走來，終于，身子再也支撐不住倒了下去，盡管及時送去醫院，但是依舊沒有搶救過來，就這樣徐夢犧牲在了工作崗位上。
秦飛回憶起兄妹兩人小時候被炮火轟炸而走失后的初次見面，到后來抗美援朝戰爭中再次見面并相識，這得而復失的感覺過于讓人崩潰，而趙德良則陷入了深深地自責之中，他始終認為徐夢的離開與自己當初在她生病時將飛機數據復制一份交給她的行為密切相關，是自己的行為導致了徐夢最終的離去。
夜晚，秦天在宿舍里看到妹妹的日記，這其中記錄了自己知道的不知道的關于妹妹的點點滴滴，他終于忍不住痛哭起來，自己又一次把妹妹弄丟了。秦天化悲痛為力量，妹妹最大的愿望就是國產飛機的建設，這同樣也是自己的愿望，從此以后，這本日記他將幫著妹妹延續下去，去記錄見證我國一架架飛機的誕生。
1957年夏，在一段時間的自我調整后，秦天終于逐漸走出失去妹妹的悲痛之中。此時杜總工告訴他，我國在第一個五年計劃中取得了較為顯著的成果，當前中央決定在全國增設飛機制造廠，并且四一七廠也要進行擴建，未來將有更多力量注入到航空事業建設中。杜總工想要委托秦天來負責將來四一七廠擴建后的工作協調任務。秦天爽快答應。
徐夢犧牲對趙德良的打擊也很大，甚至大于對秦天的打擊，為了能幫助他盡快恢復，杜總工派秦天帶著趙德良去火車站接一位從美國歸來的航空專家。在秦天的軟磨硬泡威逼利誘之下，悶在屋里的趙德良終于答應去洗漱之后一起接人。
美國歸來的青年航空專家徐不周在火車上與一位名叫葉知秋的女青年結識。火車到站后要檢查相關證件，徐不周因為找證件而耽誤了許久，當秦天終于接到人后，他表示了極大的熱情，而趙德良狀態依舊低迷。在馬車上，杜知秋跟趙德良打招呼，原來她是杜總工的女兒，兩人早就見過，只是那時杜知秋年紀尚小，女大十八變如今趙德良一時沒認出來。
從美國回來的徐不周對當前四一七廠的生活條件著實是不太能接受，趙德良原本心情不好，嗆了他幾句，徐不周了理解他的不友善，所以沒有往心里去。夜晚，秦天、趙德良、徐不周一個宿舍，徐不周在了解到兩人飛機制造相關知識是從蘇聯學習的，表示蘇聯、美國飛機建造體系有所不同，從今往后三人還是需要多溝通。
機械工業部推薦一批優秀人才來到四一七廠支援建設，四一七廠迎來了一批強有力的新鮮力量，在歡迎講話上，杜總工特意對秦天、趙德良兩人進行了褒獎，一同經歷朝鮮戰爭，一同去蘇聯學習飛機制造，一同參與建設了新中國第一家噴氣式戰斗機的研發工作，是廠里最優秀的工人。
張長江顏青去北京出差，顏青肚子痛的毛病越來越嚴重，終于到家后沒忍住通暈了過去，住院治療。
曹慧芳看著趙德良一副無精打采的樣子，知道他尚沒能走出徐夢犧牲的痛苦，但是總這樣也不是個辦法，于是與秦天商量給他撮合個新對象，秦天表示同意。慧芳覺著鄭有福表姐英子不錯，想撮合這兩個人，但是英子在得知后，表示否定，自己沒讀過什么書，人家趙德良一個知識分子，兩人沒有什么共同思想，合不來，但是慧芳表示實踐出真知，必須得處一處才知道合不合適。
在曹慧芳與秦天的“強迫”之下，當天晚上趙德良與程英無奈出門一起聊天。原本正在討論圖紙的秦天與徐不周趁著此時也聊了一會天，徐不周表示自己從美國回來再到四一七廠，當前生活環境不算好這種事情可以克服，可是身為一個知識分子技術人員，來到這里的最初目的就是為國家飛機制造業的建設出一份力，而今又是幫忙蓋房子又是幫老鄉放羊，他開始質疑這樣的環境是否真的能夠制造出飛機。
在秦天熱情激昂的勸導下，徐不周表示自己其實很喜歡四一七廠的同志們，這里人給自己的感覺與美國人不同，秦天表示，因為這里的人是在建設自己的國家。
靜力試驗廠在建設的時候遇到磚塊不足的問題，為了解決這個問題，在趙德良的建議下，大家決定自制磚窯，自產磚塊。張長江表示自辦磚窯這件事情應該向上級層層匯報一下，而秦天認為逐層匯報過于浪費時間，當前任務緊急，等不了。
張長江勸秦天有時間也關心一下顏青，但并沒有將她生病的事情告知，話剛說完，秦天的思緒就被其他事情打斷了。磚廠剛剛生產出合格的紅磚就發生了爆炸起火事件，聞訊而來的工人趕緊滅火，徐不周被燒傷。趙德良在滅火的同時非常擔心杜知秋，看到人安全沒受傷后表示安心。結果此時房梁燒毀倒塌，趙德良連忙拉著杜知秋倒在地上才避免被砸。
對于磚廠出事上級進行問責，徐不周在醫院表示是自己操作不當引起的，面對徐的仗義攬責，秦天、趙德良、張長江也自愿接受懲罰。顏青從北京回來，秦天向她道歉稱自己之前因為妹妹去世心情不好冷落她了，而顏青依舊介懷柳娃照片的事情，于是稱當前除了造飛機其他什么事情都不重要。
克拉科夫教授帶著柳娃一同來到中國，繼續支援四一七廠飛機建造工作。見到顏青后，柳娃直接問秦天這個是不是就是他的夢中情人，面對蘇聯人的直白開朗，秦天含蓄說在中國，她是自己的對象。
雨天夜晚，顏青回想起了北京時醫生的診斷，自己因為相關器官受損，今后可能無法懷孕了。原本心情就不太好怕拖累秦天的顏青，出門后正巧看見秦天等人與克拉科夫教授商議相關專業事件，她看到柳娃用手帕幫秦天擦了一下雨水，于是憤怒離去，看到追上來的秦天，她表示要結束兩人的關系。
顏青向秦天提出結束兩人之間的情侶關系，沒有為什么，只是自己想結束了，秦天稱自己與柳娃沒有任何男女之間的牽扯。但是顏青因為不能懷孩子的事情最終選擇放手。回到宿舍，裹著被子，顏青終于忍不住哭了起來，回想起大家伙聊天中秦天表示對孩子的喜愛，顏青無可奈何，傷心欲絕。張長江知道事件原委，曾經勸顏青把真相告訴秦天，顏青拒絕。
回到宿舍，秦天向舍友們表示自己感覺顏青自從北京出差回來后整個人都怪怪的。眼下圖-16飛機的建造對于四一七廠是最重要而艱巨的任務，他也沒時間精力思考那么多兒女之情。
圖-16所有的測繪和圖紙全部完成，克拉科夫教授表示萬事開頭難，雖然當前秦天等人完成測繪圖紙算是開了一個好頭，但是真正的困難才剛剛開始，秦天表示不懼困難，一定堅持到飛機試飛成功的那一天。
夜晚，徐不周為了能夠更好地融入大集體之中，認真的理清四一七廠的人際關系。顏青要求知情的張長江不要向任何人提起自己的事情，張長江表示同意，并且日后無論發生什么，自己都會在她身邊。
曹慧芳包了幾飯盒包子，給秦天宿舍留下幾盒。看著徐不周吃的這么起勁，趙德良打趣道他在美國生活多年應該更喜歡漢堡，沒想到吃起包子還這么帶勁，徐不周表示，自己更喜歡中國的“漢堡”，因為自己本人就是“中國制造”。
慧芳要求趙德良拿一盒給程英送去，趙德良不愿，在秦天的強硬命令下，最終還是送去了。趙德良真的對程英沒什么感覺，兩人也沒什么共同話語，只能坐在一起干吃包子。
經過廠里多日的奮斗，第一架圖-16組裝樣機檢驗合格，四一七廠的全部員工，包括蘇聯專家們都對此展示出了極大的開心興奮，為了慶祝樣機驗收合格，當晚在大禮堂組織了一場文藝匯演。克拉科夫教授和柳娃都很喜歡中國人的文藝演出，期間，克拉科夫教授突然接到一份蘇聯傳來的加急電報，連忙帶著柳娃中途離開。
回到房間后，克拉科夫表示自己收到電報，要求全部在華蘇聯專家立即撤回，并且帶走所有相關制造文件。柳娃表示蘇聯提供給中國的相關戰機資料本來就是不全的，當前正是秦天等人努力奮斗才補充了相關資料完成樣機組裝，如今帶走所有資料，他們之前的努力就白費了。卡拉科夫教授表示對此無可奈何，因為這是國家的命令，必須服從。
柳娃堅持把自己手上的相關資料想方設法留給中國朋友，趁著收拾東西的時候將文件藏進煎餅里，躲過了檢查。秦天等人在得知相關消息后與正在收拾資料的蘇聯專家們產生沖突。僵持之際，張長江憤怒的吼出，我方得到的命令，就是讓他們帶走所有資料，任何人都不能也無法阻攔。
克拉科夫教授向大家伙道歉，自己在中國這么多年，早已把他們視為好友，如今好友被動分別當然是不舍的，然而馬上撤離并帶走所有的資料是自己國家的命令，所有人都得服從。他要求秦天無論如何也要把未完成的事業完成，待有朝一日兩國關系恢復正常，自己一定第一個報名回到中國，再次跟他們一起發展航空工業。
第二天離別的時候，秦天向克拉科夫道歉自己前一晚的沖動。柳娃則告訴慧芳自己宿舍有沒吃完的煎餅，之后便捏了捏她的手。蘇聯專家撤走，四一七廠終于體會到了靠別人吃飯的苦處，大家都很沮喪。此時慧芳將柳娃藏起來的資料送過來，秦天通過這些資料，憑借自己出色的記憶力，開始手動恢復相關文件內容。