《激情的歲月》講述了上世紀五六十年代，我國青年科學家們克服重重困難，紮根戈壁，奉獻青春，投身兩彈研發的故事。以小切口、小人物、大歷史、大情懷講述1949-1978年之間的中國歷史變遷，通過那段激情歲月裡的艱苦創業，折射出“中國人民站起來了”的國家命運。
《激情的歲月》海報
1955年，國際局勢風雲變幻，新中國的建設迫在眉睫，身處他鄉的中國知識分子中掀起了一股歸國熱潮。留美物理學教授鍾培林，留蘇深造的王懷民、何吟薇夫婦和黃凱華等物理人才克服重重阻力，輾轉踏上歸國之路。軍人陶志綱從前線歸來，在前門火車站，他敏銳地發現了一夥意圖搶奪資料的特務，及時化解了危機。然而何吟薇卻因特務衝撞，難產去世，將新生的小振理託付給了護士楊佳蓉。王懷民悲怮不已，決心加倍努力，懷著兩人共同的理想投身新中國建設。楊佳蓉為此事受到處分，還要承受王懷民的誤解，可她信守承諾，無微不至地照料著振理。就這樣，一個特殊的“家庭”誕生了。
1958年，為了研製中國的第一顆原子彈，特機研究所（A所）成立。鍾培林、王懷民、黃凱華，還有哈工大講師彭雄飛、剛剛回國的鐘培林之女鍾心等科研人員在此集結。而陶志綱成了A所保衛處處長，身為鐵血軍人卻為一幫“酸臭書生”當“保姆”，陶志綱對這幫科學家處處看不順眼，尤其是“冷漠無情”的王懷民和“資產階級小姐”鍾心。大家知道自己的研究任務後情緒都萬分高漲。蘇聯派來援助專家，卻對核心資料守口如瓶，承諾援助的原子彈模型也遲遲不兌現，研發幾近停滯。懷民等人心急如焚，悄悄成立了自主研發小組；鍾培林奔赴羅布泊，同戰士們出生入死，為第一顆原子彈選擇合適的試爆地址。
1959年，專家團撤走，A所一片低迷之際，林安城教授專程趕來，轉達了中央要自主研發原子彈的決定，科學家們深受鼓舞，決定自力更生，原子彈事業開始了自主研發之路。首要難題就是理論設計方案：王懷民帶領的“內爆組”和黃凱華帶領的“槍式組”同時展開研究，公平競爭。“槍式”組一度春風得意，可關鍵時刻，黃凱華髮現了“槍式”的致命缺陷，毅然倒戈支持“內爆式”。黃凱華坦然接受了失敗，而與書店店員江水寧的邂逅，則讓他重新開始了對美好愛情的嚮往。楊佳蓉也被調到A所醫務室，並投身核防護事業，與王懷民之間的情意也在也在慢慢生長。彭雄飛對鍾心心儀已久，表白之際，“未婚妻”李彩蘭卻“千里尋夫”，找上門來……
爆轟實驗成功後， A所同志們開始向西部基地搬遷。正是三年自然災害最嚴酷的時刻，物資緊缺、環境惡劣、天災頻發。上級機關派方明將軍帶隊前往西部基地，進行“兩年規劃”的實施情況調研。事關原子彈事業存亡，科學家們全都被調動起來，想向調研團證明自己，卻總是越忙越亂，適得其反。大家心灰意冷之際，方明將軍卻肯定了大家的努力和成果，他相信科學家們堅定的信念可以戰勝一切……原子彈事業保住了！
經過2年攻堅，原子彈鈾球加工成功，596在嚴陣以待下運往羅布泊基地。最後的總裝工作得以完成，王懷民帶領工人們突破了極端天氣的干擾，完成了最後的“梳辮子工作”。激動人心的時刻終於到來！1964年10月16日，中國首顆原子彈試爆成功。
大家歡騰雀躍，又一鼓作氣地投入到氫彈和兩彈結合的研究中去，不久，這兩項偉大的事業也相繼取得了勝利。王懷民和楊佳蓉，陶志綱和鍾心也終於在同一天邁入了婚姻的殿堂。
1978年，科學的春天終於到來，王懷民卻因積勞成疾將不久於世。醫院裡，他用盡力氣，在民用核電報告的扉頁上寫下了他們幾個人的名字。
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