1949年新中国建立以来，虽然人民当家做主人，但是新政权还随时面临被海外敌对势力所颠覆的严峻现状。惨烈的抗美援朝战争结束后，曾经立下赫赫战功的冯石将军（李雪健 饰）接到中央委派的重要使命，那就是主持原子弹的研发工作。虽然对原子弹一窍不通，但是军人出身的冯石只有服从上级的命令，带着一支经过烈火淬炼的英雄部队挺近荒凉的戈壁滩。在此之后，以美国留学归来的陆光达（李幼斌 饰）等科学界的精英人才从四面八方调到了西北荒漠。 白手起家，艰苦创业，在内无经验外断支援的艰苦条件下，一群怀着崇高理想的无名男儿朝着共同的目标奋勇前行……

故事是从一个离奇的婚礼开始：大明年间，秀丽的江南蒋州，孟大学士才貌绝世的女儿，孟丽君要出嫁了。她要嫁的是豪门皇亲刘捷的儿子，刘奎壁。可本该是喜上眉梢的新娘，却泪流满面，麻衣素服，这究竟是为了什么…… 一年前，聪慧的丽君在花溪畔巧遇了俊朗的总督之子皇甫少华，二人面对满天星空定下了一世情缘，不料卷入一场铺天盖地的大阴谋。奸诈贪婪的国舅刘捷内外勾结、走私贩盐，且阴谋挑唆，造成了皇甫家与孟家对立不和。而刘捷的儿子刘奎璧偏偏也爱上同窗好友少华的恋人，一场比武招亲，他们几乎反目。刘捷升官进京，并借胞姐刘皇后恩威，使得皇甫家被诬叛国抄家，少华身背罪名亡命天涯，而孟丽君被逼要嫁进刘家……