《激情的岁月》讲述了上世纪五六十年代，我国青年科学家们克服重重困难，扎根戈壁，奉献青春，投身两弹研发的故事。以小切口、小人物、大历史、大情怀讲述1949-1978年之间的中国历史变迁，通过那段激情岁月里的艰苦创业，折射出“中国人民站起来了”的国家命运。
《激情的岁月》海报
1955年，国际局势风云变幻，新中国的建设迫在眉睫，身处他乡的中国知识分子中掀起了一股归国热潮。留美物理学教授钟培林，留苏深造的王怀民、何吟薇夫妇和黄凯华等物理人才克服重重阻力，辗转踏上归国之路。军人陶志纲从前线归来，在前门火车站，他敏锐地发现了一伙意图抢夺资料的特务，及时化解了危机。然而何吟薇却因特务冲撞，难产去世，将新生的小振理托付给了护士杨佳蓉。王怀民悲怮不已，决心加倍努力，怀着两人共同的理想投身新中国建设。杨佳蓉为此事受到处分，还要承受王怀民的误解，可她信守承诺，无微不至地照料着振理。就这样，一个特殊的“家庭”诞生了。
1958年，为了研制中国的第一颗原子弹，特机研究所（A所）成立。钟培林、王怀民、黄凯华，还有哈工大讲师彭雄飞、刚刚回国的钟培林之女钟心等科研人员在此集结。而陶志纲成了A所保卫处处长，身为铁血军人却为一帮“酸臭书生”当“保姆”，陶志纲对这帮科学家处处看不顺眼，尤其是“冷漠无情”的王怀民和“资产阶级小姐”钟心。大家知道自己的研究任务后情绪都万分高涨。苏联派来援助专家，却对核心资料守口如瓶，承诺援助的原子弹模型也迟迟不兑现，研发几近停滞。怀民等人心急如焚，悄悄成立了自主研发小组；钟培林奔赴罗布泊，同战士们出生入死，为第一颗原子弹选择合适的试爆地址。
1959年，专家团撤走，A所一片低迷之际，林安城教授专程赶来，转达了中央要自主研发原子弹的决定，科学家们深受鼓舞，决定自力更生，原子弹事业开始了自主研发之路。首要难题就是理论设计方案：王怀民带领的“内爆组”和黄凯华带领的“枪式组”同时展开研究，公平竞争。“枪式”组一度春风得意，可关键时刻，黄凯华发现了“枪式”的致命缺陷，毅然倒戈支持“内爆式”。黄凯华坦然接受了失败，而与书店店员江水宁的邂逅，则让他重新开始了对美好爱情的向往。杨佳蓉也被调到A所医务室，并投身核防护事业，与王怀民之间的情意也在也在慢慢生长。彭雄飞对钟心心仪已久，表白之际，“未婚妻”李彩兰却“千里寻夫”，找上门来……
爆轰实验成功后， A所同志们开始向西部基地搬迁。正是三年自然灾害最严酷的时刻，物资紧缺、环境恶劣、天灾频发。上级机关派方明将军带队前往西部基地，进行“两年规划”的实施情况调研。事关原子弹事业存亡，科学家们全都被调动起来，想向调研团证明自己，却总是越忙越乱，适得其反。大家心灰意冷之际，方明将军却肯定了大家的努力和成果，他相信科学家们坚定的信念可以战胜一切……原子弹事业保住了！
经过2年攻坚，原子弹铀球加工成功，596在严阵以待下运往罗布泊基地。最后的总装工作得以完成，王怀民带领工人们突破了极端天气的干扰，完成了最后的“梳辫子工作”。激动人心的时刻终于到来！1964年10月16日，中国首颗原子弹试爆成功。
大家欢腾雀跃，又一鼓作气地投入到氢弹和两弹结合的研究中去，不久，这两项伟大的事业也相继取得了胜利。王怀民和杨佳蓉，陶志纲和钟心也终于在同一天迈入了婚姻的殿堂。
1978年，科学的春天终于到来，王怀民却因积劳成疾将不久于世。医院里，他用尽力气，在民用核电报告的扉页上写下了他们几个人的名字。
