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，辗转踏上报国之路。1958年中国的第一个核武器研究机构A所成立，王怀民与战争英雄陶志纲、护士杨佳蓉以及彭雄飞、黄凯华、钟心等科学家一同加入A所开始了原子弹研发工作。他们在研发过程中渡过了研发条件艰苦、自然灾害等重重危机。终于在1964年10月16日成功试爆了中国首颗原子弹。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。

戚少商（张智霖 饰）与顾惜朝（钟汉良 饰），今生难得的知己，又是有不共戴天之仇的宿敌。戚少商：连云寨大当家。他宅心仁厚，引得人人都对他心怀敬意和佩服，正因为他这种大侠之气，引得他被赠逆水寒宝剑。而逆水寒的剑中则隐藏着巨大的秘密。顾惜朝：身为青楼女子之子，能文能武，懂兵法，著《七略》一书，望报国以明志。却因为出身的问题，受尽冷眼，感受世态炎凉。顾惜朝于一次街头卖艺上遇到了全相傅宗书之女傅晚晴（宋佳 饰），对其一见倾心。但在成亲当晚，却被全相委托了一项必须完成的任务，就是刺杀戚少商夺得逆水寒。
为了与晚晴相伴且实现自己的抱负，顾惜朝设计接近戚少商。二人一见如故，戚少商更是把顾惜朝引为难得的知己。但二人身处不同的立场，顾惜朝还是血染连云寨，戚少商幸运逃出。于是一场追杀与逃亡的故事就此拉开序幕……

天下无双的“一剑飞雪”薜青碧（孙兴饰）生性孤傲，妻子芸娘（林心如饰）多年前改嫁殷商朱鹤年，留下女儿薜采月和他相依为命。在一次行刺激战中，薛青碧痛失爱人，从此带着女儿采月亡命天涯。小混混李坏（张智霖饰）是一名孤儿，漂泊多年。但乐观开朗的李坏生性善良，爱抱打不平。李坏偶遇哭泣的方可可（董洁饰），视为自己的意中人。然而李坏有一个从没有人知道的身世之谜，李坏原是江湖名侠“小李飞刀”之后。
经过多年的历练，李坏凭借亡母锦囊中的宝图，练成了天下无双的飞刀，并找到了富可敌国的宝藏。然而这却成为了他招来杀身之祸的噩梦，一时间成为了江湖上人人追杀的大盗。奉皇命捕杀李坏的“月神”薛采月（林心如饰）邂逅玩世不恭的李坏，两人坠入爱河。他们排除万难组建了一个温暖的家。然而世事难料，李坏一觉醒来时发现已怀了他骨肉的采月不告而别。