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- 张利军
扮演者： 杨烁
出身于军人世家，有血性与担当，是个十足的“技术型秀才”。原本是一身热血的大学生和火箭工程师，后来成为了为工人谋福利的后勤处长，为两弹一星的事业付出了许多心血。他还在改革开放后抓“三产”，令工厂重新焕发生机。从最普通的研究员一路升职为工厂厂长，完成了从“士兵”到“将军”的蜕变。
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- 陆若文
扮演者： 苏青
她拥有青年人先进的思想理念和为了建设大三线为祖国出力的信心和梦想。她是跳出资本阶级门槛，为了实现自我而勇敢前行向大西南的进步女性。带着青春和梦想走向贫瘠之地，收获满溢人生，把积极向上的精神留给后辈，把其作为知识青年的力量贡献给祖国。
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- 向晴
扮演者： 练练
留苏归来的女工程师。她总是大大咧咧、又蹦又跳，把所有事情统统都写在脸上；不仅性格火辣、勇往直前，热烈而真挚且敢爱敢恨，对心上人更是穷追猛打。为保证火箭顺利升空，毅然写下遗书，将生死置之度外。
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- 高占武
扮演者： 任程伟
军人出身，在部队里有英雄人物的代言。他爱憎分明，有原则。是青年一代科研工作者张利军、陆若文等四人的导师。为了航天梦想，带领青年人科研研发导弹和火箭，将青春甚至生命献给了新中国的导弹和火箭的研发事业。
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- 马朝阳
扮演者： 荆浩
出身于农民家庭，因机缘巧合下，与共同理想的张利军、陆若文、向晴三人投身于三线建设的事业中成为了“战友”。工作中成熟稳重的他们，私底下却是两个大男孩，时常一言不合就互喊小名。一个醉心于导弹与火箭研发的“书呆子”，与张利军是好兄弟。是“两弹一星”时期导弹和火箭研发的主要设计者。
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- 梁玉强
扮演者： 夏凡
做事低调、殷勤周到，有城府。一直爱慕陆若文，与陆若文和张利军之间产生各种感情矛盾，因各种原因与陆若文结了婚，也因各种原因与陆若文离婚。师从于大工匠刘连柱，拥有一双好手艺，是导弹与火箭研发基地工厂的技术工人。
