《激情的岁月》以1955年为起点，彼时国际局势动荡不安，新中国的建设事业正值关键时期，远在异国的中国知识分子纷纷响应号召，踏上归国报国的道路。留美物理学教授钟培林，以及留苏深造的王怀民、何吟薇夫妇和黄凯华等物理人才，历经重重阻碍，终于回到祖国。
1958年，中国第一个核武器研究机构A所成立。王怀民与战争英雄陶志纲、护士杨佳蓉，还有彭雄飞、黄凯华、钟心等科学家并肩投身原子弹研发。在条件极其艰苦、自然灾害接连发生的情况下，他们迎难而上，化解了一次又一次危机。1964年10月16日，中国第一颗原子弹成功试爆，所有人沉浸在胜利的喜悦中，随后又马不停蹄地投入氢弹和两弹结合的研究，这两项伟大事业也相继取得成功。
在共同奋斗的岁月里，王怀民与杨佳蓉、陶志纲与钟心最终于同一天步入婚姻殿堂。1978年，科学的春天到来，但王怀民却因长期劳累而积病成疾，生命即将走到尽头。在医院里，他用尽最后的力气，在民用核电报告的扉页上写下了他们几个人的名字。
