沈巖(保劍鋒 飾)一家搬到新的環境，對新的環境很不適應。童飛準備和沈馨(田家伊 飾)結婚，并在北京安家。

童飛的領導找到童飛，告訴他組織上要派他去研發航天衛星，因為瓦麗婭(奧列夏·法塔霍娃 飾)的原因，沈馨的政審沒通過，童飛為了完成組織上交給自己的任務，決定暫緩和沈馨結婚，他把這個事情告訴沈巖，沈巖表示支他的決定，并答應很好好照顧沈馨的。

沈巖告訴沈馨童飛要去完成一項保密任務，不能和她結婚了。這讓沈馨傷心欲絕。國家把飛鷹三號的研制任務交給一六七場，并要求他們一年內完成，梁衛國(郭昊倫 飾)決定成立三結合的03號研發組，在會上侯工請求吧沈巖調進研發組，但梁衛國堅決拒絕，沈巖為了參加研發飛鷹三號，總是偷偷的和一梅他們在一起研究，最后研發取得了大的進展。

沈巖的兒子小航是個混血，常受人欺負，郝一梅(左小青 飾)總是保護他不受傷害，小航想媽媽想得非常苦，郝一梅冒充瓦麗婭給他寫信，安慰他的心靈.