第十一集

　　方学桐等留学生告别了西南联大和老师们，踏上了赴美留学的征程，在轮船上他们认识了中国劳工李家坪。李家坪的奴性懦弱，中国工头的蛮横狠毒，外国水兵的傲慢无礼，都令留学生们气愤不已。他们看清了中国在世界竞争场上的地位。历尽海上的颠簸和艰辛他们踏上了美国国土，见到了梦想中的麻省理工学院和前来接他们的中国同学会会长郭仕强。

　　第十二集

　　留学生强烈地感受到没有强大的祖国做靠山，学子们就象飘零的叶子，他们自觉地把自己的命运与祖国联结起来，发奋读书。在图书馆源澄发现了极象林虹的郝思嘉，引发了昔日的感情，当法国人发现了核裂变时，他们受到了极大的震动，方学桐他们决定利用假期继续学习和试验。

　　第十三集

　　方学桐、钱仲平为不能去飞机厂实习与院长发生争论，情绪激动的学桐跑到大雨中发泄心中的愤闷。高宝瑟让方学桐鼓足勇气面对现实。钱仲平在雨中被忧伤的琴声所吸引，从而认识了美丽的海伦。高源澄和郝思嘉在陪学桐喝酒的时候，认识了郝父，郝父向他们讲述了不堪回首的往事，在展览大厅，仲平邂逅海伦。芷若为了学桐全身心的投入到学业中，不被感情牵连，毅然决定去加州理工学院攻读博士，学桐如愿以偿地被博格教授录取。

　　第十四集

　　海伦祝贺仲平被加州理工学院录取。海伦舅妈对钱仲平异常歧视。芷若结识了非常热爱中国的吉米。钱仲平无法忍受海伦舅妈对中国人的冷嘲偏见，决定与海伦分手并希望海伦到车站送他。布达莱尔对钱仲平的到来表示欢迎。方学桐领导的火箭试验小组不畏难险，反复试验，不幸郭仕强在一次试验中遇难......

　　第十五集

　　郭仕强为科学的献身，更加坚定了方学桐继续火箭试验的意志，他的执着追求，感动了博格教授。博格解囊相助；张芷若在实验物理方面不断取得突破。方学桐终于取得了实验成功，芷若发来了贺电，方学桐感谢博格教授的培养和支持，并作了精彩的论文答辩，令在场的同行无不敬佩，中国人在西方的科学讲台上扬眉吐气。

　　第十六集

　　方学桐、高源澄考取了博士学位，博格授命于空军部，推荐方学桐进行战时火箭的研究，张芷若因疲劳过度住进了医院。方学桐到医院探视。芷若告诉学桐要忍辱负重。学桐同意了导师的推荐，进入了火箭研究中心。钱仲平被借到博格教授领导的实验室工作。他们制造出第一代“下士”导弹。芷若没有接受吉米的求爱，吉米决定去炮火中寻找归宿。美国向日本投了两颗原子弹，令留学生们震惊，日本人投降令留学们欢呼雀跃......在联大的庆祝会上，方东树透过泪水，恍惚看见了妻子的翟尔柔......

　　第十七集

　　海伦与钱仲平在教堂举行了隆重的婚礼。方学桐参加了美国空军参谋部组织的科学顾问团去欧洲访问。日本投降之后，国共重开战端，中华民族又陷入内战深渊。方东树张国栋痛心疾首，翟中和宁愿饿死也不吃嗟来之食。由于方学桐在任美国空军高级科学顾问期间所取得的卓越成绩，美利坚合众国国防委员会对他进行嘉勉，他成为世人瞩目的青年科学家。

　　第十八集

　　方学桐、张芷若做好了随时回国的准备。由于国民党的腐政，国内物价上涨，货币贬值，人心慌慌、高一鸣代表国民党政府动员教授举家迁台，遭教授们拒绝。林虹受中共之委托赴北大清华向众教授介绍共产党的情况，并转移贵重的科研仪器和一批专家学者，北平和平解放，教授们兴奋不已，迎接新中国的到来，林虹出任理学院党总支部书记，方东树被选为人民代表，出席政治协商会议。学桐、芷若们准备启程回国。

　　第十九集

　　宝瑟源澄为去台湾还是回祖国争论不休，中华民国驻美国大使馆参赞劝方学桐去台湾、方学桐断然拒绝。宝瑟结束了一厢情愿的爱情，含泪离开了学桐。留学生听到中华人民共和国成立的消息，欣喜若狂奔走相告，整个华人街都沉浸在沸腾欢歌笑语之中，中国科学家和美国朋友在波士顿广场一起扭起了欢庆的秧歌。

　　第二十集

　　留美中国科学工作者举行新年年会，学桐、源澄、仲平发表了热情洋溢的讲话。大家激动不已为祖国干杯。思嘉把身心灵肉献给了所爱的源澄；芷若，学桐谢绝了美国导师和学院的挽留，决心告别美国富裕的生活和优良的科研条件，报效于新生的中国。由于中美没有建交，海伦不能同钱仲平一起回国，但是丈夫的爱国精神深深地感动了海伦，他们深情告别；郝父经过痛苦激烈的思想斗争，终于同意女儿和源澄结婚回国，临别前，他们在父亲面前长跪不起。

　　第二十一集

　　在即将登船的时刻，学桐被纽约移民局带走。芷若为学桐毅然留下。仲平、源澄踏上回国的路程。芷若为学桐奔走呼吁。华罗庚先生发表公开信。博格教授及美国同行向移民局保释学桐，学桐与芷若举行婚礼。学桐在移民局的监视下，发奋著书，完成了科学业巨著《控制论》，在周总理的关怀下，移民局终于批准学桐回国的申请。他们历尽周折踏上回国的路程，在途中生下了爱的结晶，终于踏上热恋的故土；在天安门广场上，方学桐深情地说，我相信我一定会回到祖国，现在我终于回来了。