马朝阳听到这次晋升的事情没有张利军的份，便去高占武那里替张利军打抱不平，高占武用别的事搪塞过去了，马朝阳已经晋升为向晴的车间主任，向晴为了助理燃料师的事情找他，希望马朝阳能够向上面推荐她。司令员在高占武递交的预备人员名单中发现把女儿向晴排在了不起眼的位置，他让高占武重新选排，语重心长告诉他，一切要把祖国的利益放在前面。高占武郑重地给他敬了军礼。
大梁当上了车间主任，故意向陆若文透漏消息，张利军看到大梁对陆若文说话时一脸的献媚样，便在周围没人的时候提醒他，看在以往的兄弟情分上，离陆若文远一点，大梁看着张利军不怒自威的神情懦弱地答应了。向晴在宿舍里静静地写遗书，陆若文看到了不明就里还以为她在写情书，向晴打趣地应付过去了。
窗外已经下起了大雨，向晴一个人坐在空洞的宿舍，情书已经写完，她在静静地打理自己的思绪，她回想起自己和张利军的点点滴滴，无论开心时的相互拌嘴或者被拒绝时的失望伤心，都是那样的难以割舍，还回忆起陆若文和她姐妹般的情意，觉得自己的退出如果能成全她们也很值得。高占武拿着向晴手里的遗书，心情复杂，他告诉叶萱赶紧通知张利军，让他再见向晴一面，因为一会儿向晴就要去前线了。叶萱听后赶紧打着伞去找张利军了。
接向晴的车辆马上就要出发了，向晴满怀希望地看着职工宿舍的方向，高占武担心她坐在卡车车斗里会淋雨，于是把她安置在副驾驶座位上。张利军终于气喘吁吁地追过来了，卡车已经启动，向晴通过后视镜看到了他急匆匆地向自己跑来，忍不住大声表白“张利军我爱你”，一遍又一遍地在大雨中喊着，滂沱的大雨中，向晴的表白久久在雨中回荡，张利军满脸雨水地站在那里，心情开始有了异样，嘴里默默念着：“一定要活着回来。“
在观看导弹设计的期间，马朝阳和陆若文知道了向晴是写完遗书上发射台的，他们心里非常震惊，陆若文更是在心底像泛起了浪花，作为向晴的好朋友，为她的勇气深深折服。庄严的五星红旗下，上发射台的所有通知开始庄严宣誓：为了党和国家的荣誉，他们誓死完成重托。司令员一个人默默坐在监控室，看到自己女儿即将要上发射台，心中万般不舍。向晴在他眼中看到了浓浓的父爱。
导弹顺利地击中目标，然后在既定的路线实现了核爆炸，任务顺利完成，在场的所有研究人员都兴奋地抱在一起，历史永远停留在那一刻——1966年10月27日，在这一天，中国的导弹核武器试验成功了。在众人的欢呼中，陆若文看到向晴开心地抱着张利军，她终于坚定了内心，于是主动向大梁求婚。
第二天在去领结婚证的路上，大梁问陆若文还在爱张利军吗，陆若文坦然回答自己非常爱张利军，但看到向晴义无反顾地参加第一作业组，自己愿意把张利军让给她，但既然已经决定嫁给他了，今后会忘掉与张利军的一切过往。