1929年的越南是法国殖民地，一个15岁的法国少女（珍·玛奇 饰）在西贡女子寄宿学校读书。每逢假期她便回家，母亲办了一所很小的学校，收入甚少。她有两个兄弟，大哥比尔吸毒成瘾且横行霸道，弟弟保罗生性懦弱，常受大哥的欺负。一天少女一如往常一样告别母亲乘上渡船回学校，在船上遇到一个坐黑色大轿车的中国阔少爷（梁家辉 饰），他是华侨富翁的独生子。中国男人喜欢这名白人少女便去搭讪，两人便搭上了。 少女在寄宿学校里知道有的女生在外卖淫，她也想找个有钱人试试，因此很主动地与男人交谈。上岸后两人逛了西贡，还一起上馆子吃中国饭菜，男人用汽车送她回学校。第二天刚放学，黑色汽车就等在校门口了。 两人很快就坠入爱河。男人把少女带到他的公馆，这是中国富人们常用来金屋藏娇的地方。他俩在这里幽会、洗澡、玩耍。有时晚上也不回学校，校方只好通知她的母亲，然而……

　　上世纪四十年代，加州理工学院终身教授钱学森（陈坤 饰）因为美国兴起的反共言论而备受打击。他的尖端技术研究被迫中止，并被责令出境。钱学森心系祖国，归心似箭，而意识到钱学森的巨大价值的美方又对其归国设置了重重障碍，甚至以间谍罪逮捕钱学森。最终，宣告无罪的钱学森被长期软禁在家 中。
　　钱学森写信辗转与祖国取得联系，周恩来授命用11名美国战犯飞行员换回了钱学森。
　　面对新中国技术、人才、工业等各方面的空白，钱学森带领科研人员从仿制入手，根据现有技术和条件逐步研究、完善，奠定了中国导弹的基础。
　　1960年11月，第一枚导弹试射成功。
　　1964年10月，第一枚原子弹试验成功，钱学森又承担起了研制火箭运载原子弹进行远程攻击的任务，他带领科研人员克服了天气地理等困难，完成两弹对接，1966年10月在罗布泊靶场成功试射新中国第一枚核导弹！
　　晚年的钱学森对妻子（张雨绮 饰）充满愧疚，但妻子的理解让他倍感安慰。

　　1901年底，四川巴县（重庆）富商邹家三少爷--17岁的邹容，为了寻求救国救民的真理，满怀革命壮志离家出川，沿江东下，渡海赴日本留学。在东京，邹容认识了革命家陈天华和留日女学生岑芳，和他们一起参加爱国活动。当召开"亡国纪念会"的爱国自由受到清政府和日本警视厅的干涉阻挠后，邹容义愤填膺，以满腔的革命激情写了《革命军》一书，号召推翻清政府的腐败统治，建立共和政体的独立、自由的中国。清学监闻悉后，胁迫邹容交出文稿，邹容严词拒绝。在陈天华的建议下，邹容将《革命军》文稿送请著名政治家章太炎先生审阅指正。不久，章太炎被日本当局驱逐回国，留言勉励邹容，使他深受鼓舞。当时，沙俄侵占我东北领土，东京留日学生召开拒俄大会，学监姚文甫等奉命禁止。邹容在大会上挺身而出，揭发了姚文甫的卑鄙勾当，并剪去了姚文甫的辫子。故此，邹容也被日本当局驱逐回国。邹容到上海后，同章太炎建立了兄弟般的革命友谊。在章太炎的协助下，主办《苏报》的陈梦坡父女筹资出版了《革命军》大力宣传。清政府勾结英国租界当局，将邹容、章太炎逮捕入狱，发生了震惊中外的"苏报案"。邹容的挚友岑芳带着孙中山先生的关怀，从日本赶回上海声援"苏报案"。邹容在法庭上进行坚决的斗争，回狱后横遭英狱警毒打摧残致病，终被迫致死。年仅21岁的邹容，为实现《革命军》的理想，献出了宝贵的生命，为辛亥革命的爆发担当了马前卒。