影片描绘了刚刚出狱的麻烦制造者哥哥与个性温柔的上班族弟弟,工作能力强却心胸狭窄的姐姐与稍显天然、冒失没经验的妹妹之间发生的情感故事。。上世纪四十年代,加州理工学院终身教授钱学森因为美国兴起的反共言论而备受打击。他的尖端技术研究被迫中止,并被责令出境。钱学森心系祖国,归心似箭,而意识到钱学森的巨大价值的美方又对其归国设置了重重障碍,甚至以间谍罪逮捕钱学森。最终,宣告无罪的钱学森被长期软禁在家中。
钱学森写信辗转与祖国取得联系,周恩来授命用11名美国战犯飞行员换回了钱学森。
面对新中国技术、人才、工业等各方面的空白,钱学森带领科研人员从仿制入手,根据现有技术和条件逐步研究、完善,奠定了中国导弹的基础。
1960年11月,第一枚导弹试射成功。
1964年10月,第一枚原子弹试验成功,钱学森又承担起了研制火箭运载原子弹进行远程攻击的任务,他带领科研人员克服了天气地理等困难,完成两弹对接。1966年10月在罗布泊靶场成功试射新中国第一枚核导弹!
晚年的钱学森对妻子充满愧疚,但妻子的理解让他倍感安慰。。罗伯特是一个美国画家,为实现理想,放弃美国的工作,到香港专心作画一年。他碰上了俏女苏丝,在接触过后得知她原来是酒店的交际花,但是接触到苏丝的内心世界后,深深地爱上她。虽然他得到银行家之女凯的青睐,仍坚持跟苏丝在一起,并终成眷属。。