1986年,南斯拉夫核电专家莱曼来到东海核电考察,质疑中国建造核电站的能力,钳工叶家明和采购员林天诚投入东海核电的全面整改建设之中。同年,叶家明和林天诚各自的儿子叶启辰和林奇相继出生。东海核电建设过程中,林天诚受小人丁犁所害,被上级误会贪污。事件澄清后,林天诚愤而辞职前往美国,将儿子林奇留给叶家抚养。成年后的叶启辰和林奇先后进入研究院工作,在此期间,中国核电技术不断取得新突破。2011年,中国完全自主核电技术CP1000通过审核,但受日本福岛核事故爆发影响,核电项目被全面叫停。彼时,已成为国外某重要核电设备制造厂商的林天诚也回到国内,成为CP1000最大的竞争对手。面对困境,林奇、叶启辰等第三代核工业人在磨砺中探索新路。。沈笑(高圆圆 饰)是一名成绩优异个性独立的女高中生,由于不满学校违反教育局规定利用摸底考试分流差生的举动,沈笑参与了班级里几个学生组织的偷试卷的行动,她照着偷来的试卷做出了一份“标准答案”,却也因此被卷入了麻烦之中,同学的自杀和背叛让沈笑看到了人生黑暗的一面。
林季红(孙嘉一 饰)是沈笑的好友,而林季红的哥哥林季军(田小洁 饰)竟然是一名凶残冷酷的毒贩,与此同时,他也是沈笑身为警察的父亲沈锡良(张志忠 饰)一直在调查和追捕的罪犯。对这一切并不知晓的沈笑不明白为何家人如此反对她同林季红的交往,心生叛逆的她处处和母亲作对,甚至放弃了高考。。