电影从钱学森在美国加州理工学院学习和工作开始，展示了他与妻子蒋英的爱情故事。随后，影片详细描绘了钱学森在美国受到的不公平待遇以及他回国的艰难历程。在回国后，钱学森积极参与中国火箭和导弹的研究工作，为中国的航天事业奠定了坚实的基础。

影片还展现了钱学森与同事和学生的合作，以及他在面对政治压力时的坚持与智慧。