新中国成立后，百废待兴。毛泽东、周恩来等领导人积极联络海外科学家，争取他们早日回国参加建设。同时台湾的蒋介石集团也在预谋采取各种手段阻止科学家顺利归国。 12月18日，周恩来通过北京中央人民广播电台，代表党和人民政府邀请在世界各地的海外学子回国参加建设。著名空气动力学家、火箭专家钱学森以及其他科学家心里激起了很大反响，回国的心情更加迫切。 1950年2月9日，美国参议员麦卡锡宣称，他掌握了一份在国家部里工作的205名共产党人名单。顿时，美国掀起了反共狂潮。作为美国火箭研制的领军人物，钱学森首当其冲。 钱学森受到了美国联邦调查局的调查，他决定辞去加州理工学院教职和喷气动力实验室主任职务。同时，他准备以探亲的名义回国。钱学森来到五角大楼，向海军部次长金贝尔告别。钱学森十分坚决，金贝尔竭力挽留未果。金贝尔极为不安，命令司法部，宁可枪毙钱学森也不让他离开美国。确实，钱学森对美国来说太重要了，作为世界航空理论权威冯·卡门的得力助手、美国火箭领导四人小组成员之一，钱学森大脑里装着太多重要的技术信息。他想离开，美国政府是不可能答应的。 当钱学森乘坐的飞机在洛杉矶降落，美国移民局的总稽查朱尔在机场拦住了钱学森，把一纸命令摆在他面前，凡是在美国受过像火箭、原子能以及武器设计这一类教育的中国人均不准离开美国。钱学森被激怒了，据理力争，但朱尔充耳不闻，扬长而去。 在美的众多华人科学家纷纷准备回国。赵忠尧将静电加速器部件和核物理实验器材分箱包装，委托给一家运输公司托运回国。然后，他悄悄告诉钱学森这一情况，受到钱学森的赞赏，两人约定明年夏天一起回国。 《中苏友好同盟互助条约》在克里姆林宫签订，台湾岛内的蒋介石极为震惊惶恐，再次指示台湾保密局局长毛人凤对中共领导人实行新的刺杀行动。 我公安部门成功侦破台湾潜伏大陆的计兆祥电台，不久又将潜伏在东北地区的特务组织东北技术纵队也一网打尽，再一次挫败了台湾保密局局长毛人凤的暗杀行动。

随着朝鲜战争的爆发，中美关系急剧恶化。成百上千在美国的中国学者和留学生也在积极行动，准备冲破阻力，回归祖国。正在印第安那州的普渡大学读书的邓稼先，如愿以偿拿到了博士学位，时年26岁，人称“娃娃博士”。邓稼先跟好友杨振宁通电话，通报了这一喜讯，并告诉他自己9天后就回国，二人热血沸腾。 赵忠尧、邓稼先等一百多位留美学者准备回国时，遭到美国联邦调查局特工的搜查，钱学森800多公斤的书籍和笔记被扣。赵忠尧随身携带的行李和书籍也被翻查，遭到扣押。 联邦调查局在钱学森被扣押的书籍和笔记本上大做文章，召开新闻发布会，宣布在“中国科学家钱学森的行李中搜到机密文件”。9月6日，移民局总稽查朱尔带着手下闯进了钱学森的家，向钱学森宣布了逮捕令。 钱学森被押送到美军特米那岛关押起来，受到非人的折磨，身体遭到极大摧残，15天里体重下降了14公斤。联邦调查局官员对钱学森进行审讯，试图在他身上强加罪名，但由于钱学森的严厉驳斥而一无所获。 赵忠尧、邓稼先等人乘坐的轮船到了日本横滨，驻扎在横滨的美国宪兵突然上船搜查，指控他们的学生罗时钧跟钱学森的案件有牵连，把二人和另外一个留学生带走。赵忠尧等人随后被关进东京的中野美军监狱。周恩来召集中科院副院长吴有训商议，联合189位科学家向美国政府发表了抗议书。“威尔森总统号”离开横滨后继续航行，把邓稼先等一百多位科学家送回了祖国。这年10月，邓稼先进入原子能研究所担任助理研究员，在彭桓武的领导下从事原子核理论研究。 赵忠尧等人则是在被关押了47天后放出，后又经过多次曲折，终于在11月28日回到祖国。 朝鲜战局急转直下，美国把侵略的战火烧到了鸭绿江边，毛泽东决定出兵朝鲜，组成志愿军，由彭德怀任司令员。毛岸英也报名参加志愿军。 在加州理工学院院方和同事们的争取下，钱学森被保释出来。但美国政府还是不肯放过钱学森，一面发布驱逐令，一面又将他软禁。 11月5日，抗美援朝的第一次战役结束，歼敌1.55万余人。把敌人从鸭绿江边赶到清川江以南，粉碎了麦克阿瑟妄图于11月23日“感恩节”以前吞并朝鲜、结束战争的计划。毛泽东喜不自胜。 11月15日，钱学森被带到洛杉矶移民局接受审问。钱学森把这场审问变成了对美国政府迫害的控诉，对祖国无比热爱的告白。古尔丘不仅没有找到陷害钱学森的证据，反而被钱学森说得狼狈不堪。到最后，也无法对钱学森定罪，只得继续软禁他。 11月25日，美军轰炸志愿军司令部，毛岸英不幸牺牲。周恩来得知此消息后，不忍将此消息告知主席。

毛泽东接到消息后，悲痛欲绝，但是作为主席必须要身先士卒。后来，彭德怀要求把毛岸英的遗体运回国安葬，毛泽东说，岸英是响应党中央的号召，为保家卫国而死的，就把他安葬在朝鲜的国土上，让他显示中朝人民的友谊，让中朝人民的友谊万古常青。于是，毛岸英烈士就永远留在了朝鲜。 就在这时，美国将原子弹运到停泊在朝鲜半岛的航空母舰上，进行了核模拟袭击。11月30日，杜鲁门在记者招待会上宣称，将采用包括原子弹在内的一切必要措施来应付目前的军事局势。 美军在朝鲜战争上不断失利，美国总统杜鲁门叫嚣：美国已经在考虑同朝鲜战争相联系的使用原子弹问题！面对美国的威胁，毛泽东一笑置之。 中科院近代物理所在钱三强的努力下，汇集了大批优秀人才，日后为原子弹、氢弹研制作出重要贡献的王淦昌、黄祖洽、于敏等都到物理所工作。赵忠尧回国后，也进入物理所，他将从美国带回的器材和零部件都交给物理所，主持建立了中国第一个核物理实验室。青春洋溢的邓稼先在老一辈物理学家的指导下，潜心钻研，勤奋努力，为填补原子能研究的空白做出了开创性的工作。 1953年3月，美国终于坐到板门店的谈判席上，跟中朝两国签订停战协议，但同时，艾森豪威尔却扬言如谈判不成，将使用核武器进行打击。美军把载有核弹头的导弹运到日本的冲绳岛，一时间，核战争的阴云笼罩在中国人民头上。在疯狂的核威胁和核讹诈面前，毛泽东和周恩来等领导人开始考虑研制自己的原子弹。 朝鲜停战协议签字之后不久，刘思齐得知毛岸英牺牲，悲痛万分。 在蒋英和亲朋好友的关怀劝慰下，含冤忍怒的钱学森很快用坚强的意志战胜了自己，他安下心来，开始埋头著书。《工程控制论》与《物理力学讲义》是钱学森在工程控制论和物理力学两个领域做出的开创性的研究成果，也是他与蒋英生死相依的笃爱深情的结晶。这期间，联邦调查局的特务还常来监视、骚扰，蒋英在浴室里摆了一张沙发椅，让钱学森在浴室里工作，自己则守在门外，看书、听音乐，充当钱学森的“保镖”。特务总是在蒋英面前碰了一鼻子灰后，败兴而去。 9月底，赫鲁晓夫到北京参加国庆5周年庆典，毛泽东问他，能否在制造核武器方面给中国以帮助。赫鲁晓夫很是惊讶，说只要苏联有了核武器就行了，不必我们大家都来搞它。毛泽东意识到靠别人是靠不住的，发展核力量必须依靠自力更生。此时，我国在广西发现了铀矿资源，毛泽东用手掂量着铀矿石，深沉地说：这是决定命运的！好好干吧！

1955年1月15日，毛泽东主持中共中央书记处扩大会议，周恩来请钱三强、李四光到中南海给毛泽东和书记处的领导讲解原子能的有关知识，钱三强带了一块铀矿石当场演示。毛泽东鼓舞大家，表示现在时机成熟，并且有苏联的援助以及丰厚的资源，只要重点对待，即便只依靠我们自己也能创造奇迹。毛泽东还跟钱三强讨论了原子的构成，提出了物质无限可分的哲学观点。这次会议作出决定，建设原子能工业，发展战略武器。 1月18日，张爱萍指挥解放军解放大陈岛在内的所有浙江沿海岛屿。美国会参议院紧急通过《美台共同防御条约》，提出例如“台湾海峡安全受到威胁”，他们有权使用原子弹。美国的核讹诈政策变成了“法律依据”。美国总统艾森豪威尔与刚从台湾访问归来的国务卿杜勒斯进行单独密谈，艾森豪威尔随即在电视讲话中宣称，核武器不仅是战略武器，也可以用于战术目的。言外之意，要对红色中国进行一场核战争。毛泽东对此的回答是：发展我们自己的原子弹。 1月28日，毛泽东接见芬兰首任驻华大使，发表了题为《原子弹吓不倒中国人民》的谈话。 亚非会议即将在万隆召开，周恩来总理决定亲自出席会议。台湾蒋介石集团得知此情报再次预谋暗杀周恩来总理。 周恩来决定租用印度克什米尔公主号飞机参加万隆会议，与此同时台湾保密局也展开了暗杀周恩来总理的行动。 意气风发的邓稼先在老一辈物理学家的指导下，潜心钻研，勤奋努力，为填补原子能研究的空白做出了开创性的工作。1952年，他被提升为副研究员，时年28岁。此时，他喜欢上了在医学院读书的许德珩的长女许鹿希。一年后，许鹿希大学毕业，留校当老师，并与邓稼先结婚。婚后，两人度过了五年宁静的幸福生活。

周恩来总理冲破种种阻挠，粉碎了蒋介石集团阴谋暗杀他的计划，不顾安危毅然参加了亚非会议，与会期间发表了重要讲话，赢得了各国与会代表的强烈欢迎，打开了新中国外交的新局面。 钱学森度日如年，冥思苦想早日回国的办法。6月14日，蒋英给他带回了一张华侨办的报纸，上面有人大副委员长陈叔通的消息。陈叔通是钱学森父亲的老师，又是杭州同乡，钱学森灵机一动，有了主意。第二天，钱学森和蒋英带着孩子外出，巧妙地摆脱了特务盯梢，迅速溜进一家咖啡馆。蒋英边喝咖啡边逗孩子玩，一边机警地留意着窗外，钱学森迅速在香烟纸上写了封给陈叔通的短信：“我提笔写这便条，万感千念，对祖国、对亲友相思之甚，寸阴若岁……恳请祖国助我还乡，帮我结束客居海外生涯，还我报国之夙愿。切切。”特务跟踪而来，钱学森故意缠住特务，让蒋英把香烟纸条夹在寄给妹妹的书信中，投进了咖啡馆旁边的邮筒。

中美大使级会谈在瑞士日内瓦召开，讨论和平解决朝鲜问题。美国关心的是朝鲜战争中被俘的美国人，要求中国遣返。中国方面则提出了让钱学森归国的问题，美国方面每次都矢口否认，说钱学森自己没有提出要回国。 就在这时，钱学森在咖啡馆用香烟纸写的那封短信，几经辗转，终于到了陈叔通手上。陈叔通读后极为感动，马上把这封信交给周恩来。周恩来看了钱学森的信后，激动地拍了拍桌子，说：“好，有了这封信，我们就可以向他们要人了，看他们还怎么抵赖！” 周恩来向毛泽东请示，决定用朝鲜战争中抓获的11名美国飞行员来交换钱学森。但我方释放了这11名飞行员，美国方面却仍然拒绝放回钱学森。8月1日，中美大使级会谈在日内瓦开始，王炳南大使向美方提出钱学森的问题，美国大使约翰逊矢口否认，说钱学森没有提出要回中国。王炳南拿出钱学森写在香烟纸上的信，并当场宣读，约翰逊无言以对，终于同意钱学森回国。 8月5日，钱学森接到准许离开美国的通知，激动异常，马上去购买船票。此时只有三等舱船票，钱学森等不住了，决定不管是几等舱船票，只要能尽快离美回国就行。临走前，钱学森带着蒋英和儿女去向恩师冯·卡门告别。冯·卡门痛惜地说：美国当局干了件蠢事，他们终于把一位最出色的火箭专家奉送给了中国！钱学森将新出版的《工程控制论》送给他，这位世界著名的大科学家迅速翻看了一下这部新著，两眼噙着泪花，饱含感情地说：你现在学术上已经超过我了，我为你感到骄傲！ 9月17日，钱学森一家登上克里夫兰总统号轮船，但在托运行李时，美国海关又故意刁难，扣押钱学森在结婚时送给蒋英的一架黑色的三角大钢琴。蒋英据理力争，终于运回了这件她和钱学森的爱情信物。经过20多天的航行，钱学森一家终于回到祖国。周恩来欣慰地说，中美大使级会谈虽然没有取得积极的成果，但我们要回了一个钱学森，就是这一件事，会谈也非常值得。 10月8日，钱学森一家到达香港，当他从香港步入深圳罗湖桥时，这位世界闻名的火箭专家一手领着自己七岁的儿子，而另一只手却提着一把吉他。香港记者对他进行了采访，最后一个问题，这个记者用英语问他，钱学森不满地说，我想每个中国人都应该讲中国话。 第二天，周恩来在中南海接见钱学森和蒋英，亲自把盏斟酒，为他们夫妻接风洗尘。几天后，国务院副总理陈毅又接见了钱学森，与他进行了坦诚的交谈。 钱学森的归来使新中国的领导人把导弹研制的计划提上了议事日程，一场惊天动地的巨大工程在积极酝酿和推进。周恩来安排钱学森先去东北考察，时任哈尔滨军事工程学院院长的陈赓大将听说钱学森到了东北，连夜乘专机赶去，组织全校师生热烈欢迎钱学森。钱学森激动异常。当陈赓问他：“中国人搞导弹行不行？”钱学森慨然回答：“外国人能搞的，中国人为什么不能搞？难道中国人比他们矮一截？”陈赓大喜，抓着钱学森的手说：“好极了，我就要你这句话！”