第二部里，张大勇（陶大宇饰）与李忠义这对默契排档继续与狡猾凶狠的罪犯斗智斗勇。感情方面，大勇与高婕（郭可盈饰）成为斗嘴情侣，感情稳定增长。新来的女警员蓝嘉文（郭霭明饰）单纯善良，暗恋大勇并主动示爱。令大勇和高婕的问题出现新的危机。此时，高婕发现嘉文过去曾在外国因为三角恋而放火杀人，正当要揭发这一段过去时，高婕的朋友离奇被杀。嘉文对过去的矢口否认也不像假装，大勇与高婕的误会加剧，事情的真相扑朔迷离。
新中国建立之初，大难初定，百废待兴。然而国际局势分外险恶，中华人民共和国仍处在风雨飘摇的关键时刻。近有盘踞台湾的国民党政权蠢蠢欲动，时刻准备反攻大陆；外有美国为首的帝国主义伺机推翻新中国，从中渔利。为了与对手和列强抗衡，中共审时度势，敞开胸怀招揽海外的华人科学家归国，共同发展国防事业。感受到了祖国的召唤，钱学森（陈建斌 饰）、邓稼先（郑国霖 饰）、钱三强（杨洪武 饰）等科学家怀着一颗赤子之心，突破重重阻力投向祖国的怀抱。与此同时，国际上风云变幻，中苏关系交恶，抗美援朝战争也令原子弹的阴影进一步威胁中国的安全。科学家们与祖国人民团结一心，为打造属于自己的“两弹一星”付出了无尽的努力……
