剧情简介：2009年秋，钱学森已近垂暮，总理亲来探望。钱学森一针见血地指出中国教育制度的弊端，恳请总理能够改变现状。时间追溯到1947年，蒋英接受钱学森的求婚，随其赴美。
新中国的建立，使无数海外弟子看到祖国崛起的希望，他们纷纷归国，投身于祖国的经济军事建设，钱学森正是其中一员。拳拳爱国之情，让我感动。在这当中，以钱学森为首的尖端人才，却受到美国政府的阻挠。但是如此，他们却从未忘记报效祖国，时刻盼望着回到祖国，参加祖国建设。尽管在美国受到特工的监视，尽管被关进监狱，尽管不能再工作，钱学森都从未忘记回到祖国的怀抱。终于，在一系列斗争之后，海外的 拳拳赤子终于如愿回到祖国。
在那年代，原子弹、氢弹、导弹是一个国家国防力量的象征，国防力量强大，国家就能在国际舞台上有自己的一席之地，否则，只能沦为军事强国的附庸。在电影里，以钱学森为首的科技人才和艰苦奋斗的人民子弟兵，团结奋斗，攻克了一个又一个难题，最终使中国有了自己的导弹，让中国在国际上的形象又提升了一个台阶。
在刚刚建立的新中国，一切都需要重新开始。没有试验的数据，他们就自己计算；没有实验器材，他们就去垃圾站淘，去自己造；没有科技人才，他们就自己培养，总而言之，电影给人的感觉就是，全国人民上下一心，齐心协力搞建设，团结一致创辉煌。
在导弹的研究建设当中，不仅有钱学森，还有很多科技工作者也付出了自己毕生的精力。其中，特别值得一提的是半路出家的张工农。军人出身的张工农，勤奋刻苦，通过自己的努力，也成为了一名科技工作者。张工农作为工农阶级的代表，象征着为了祖国的腾飞，无数人都在积极向上地努力着。有这样的干劲，让人对新中国的导弹事业的腾飞，充满了必胜的信念。
钱学森，留美博士，在美国生活了20年，曾任加州理工学院终身教授，在美国有着很高的名气和优越的生活条件，然而在祖国建设的召唤面前，他毅然决然的放弃了这样优越的待遇，并且通过了美国政府的重重险阻，回到了祖国的怀抱。回国之后，他长期担任火箭导弹和航天器研制的技术领导职务，为中国火箭和导弹技术的发展提出了极为重要的实施方案——为中国火箭、导弹和航天事业的发展做出了不可磨灭的巨大贡献。
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。在影片的结尾，他对他的妻子没法成为中国的女高音歌唱家而后悔，但是他的妻子说了一句：“中国可以没有我这一个女高音歌唱家，但不能没有你这个科学家。”
从东风二号的发射失败开始，钱学森离开了他的妻子和儿女，但是，他的妻子和儿女对他的理解，成了他工作的动力，也正是这样，他圆满地完成了东风三号的发射。
