抗战时期，出身于国民党高官家庭的华桢原本要参加海军，实现自己成为舰长的梦想。然而一趟意外的上海之行，华桢的人生被彻底改变—他改名向远生并成为了一间破落派出所的底层警员。在这里，向远生遇到了一生中最重要的两个人—共产党员陈浩和骆珉敏，他们让向远生找到了人生的意义。在陈浩、骆珉敏等人的影响下，向远生坚定了共产主义信仰，最终成为党隐蔽战线上一名优秀的战士，成全了自己对理想信仰的追求。
国民党军统局负责审查共产党红色宣传品的军官赵云飞，在每天审读大量的红色宣传品工作中，他被真理以及我党隐蔽战线战士的坚毅品格所感召，认定共产党是救中国救百姓的政党，因而树立了共产主义的信仰。他冒险投奔延安，被李克农同志领导的中社部发展为秘密情报员，又被派回到国民党胡宗南部队埋伏，发展秘密电台，直接与延安通联。辽沈战役前，组织上又派他打入廖耀湘司令部机要处，及时获取敌人的绝密军事情报。重庆解放后，他凭借熟知国民党老军统人员的有利条件，到重庆配合公安局清除敌人潜伏下来的特务。这位信仰坚定的我党秘密情报员具有奇特的传奇经历，与其他许多无名英雄一起，创造了惊天动地的业绩。
剧集再现了中国航空工业70年的发展历程，以主人公秦天从英雄飞行员成长为中国第一代飞机总设计师的奋斗历程为载体，讲述与恩师杜清明、颜司令，与兄弟赵德良、张长江、江行健，与妻子曹慧芳，与红颜战友颜青，与徒弟郑国强、江战鹏、赵云飞等三代科研英雄、试飞英雄、工匠英雄和家属们，历经70年的风雨坎坷，同心协力前赴后继，让“中国制造“的飞机翱翔祖国蓝天的故事。
两个懵懂的理科生尝试用科学方法论证爱情的存在，却在实验过程中擦出爱的火花，一路打打闹闹，收获爱情，相互治愈。科研人才的智商有多高，恋爱就谈得有多沙雕！
