1949年新中国建立以来，虽然人民当家做主人，但是新政权还随时面临被海外敌对势力所颠覆的严峻现状。惨烈的抗美援朝战争结束后，曾经立下赫赫战功的冯石将军（李雪健 饰）接到中央委派的重要使命，那就是主持原子弹的研发工作。虽然对原子弹一窍不通，但是军人出身的冯石只有服从上级的命令，带着一支经过烈火淬炼的英雄部队挺近荒凉的戈壁滩。在此之后，以美国留学归来的陆光达（李幼斌 饰）等科学界的精英人才从四面八方调到了西北荒漠。 白手起家，艰苦创业，在内无经验外断支援的艰苦条件下，一群怀着崇高理想的无名男儿朝着共同的目标奋勇前行……
张译 王俊凯 殷桃 成泰燊 张子贤 陈昊宇 王迅 万茜 李雪健 李晨 王智 吴京 温韬 吴恩璇 国义骞 谢承颖 李路琦 赵梓冲 王照清 朱超艺 闫昌 李凯 谢欣华 侯晓童 穆丽燕 奥梅尔·尤祖亚克 埃兰·艾哈迈德·洛特夫·拉吉·阿尔加赫菲 小伊万·马弗里克 尤金·芬克尔 埃米尔·扎格鲁尔 艾哈迈德·穆罕默德·贾比尔·阿尔卡索姆
李雪健 朱旭 黄宗洛 谭明娣
李雪健 傅彪
李雪健 宋丹丹 叶静
巩俐 张丰毅 李雪健 王志文 孙周 陈凯歌 潘长江 赵本山 丁海峰 周迅 吕晓禾 顾永菲 丛志军 胡扬 李龙吟 张伸 李强 李洪涛 魏超 韩东 李忠林 刘铁链 孔庆三 谢曾然 常涛 张进战 赵燕国彰 林兵 刘嘉成 楚绪
吴京 章子怡 徐峥 沈腾 吴磊 黄轩 袁近辉 任思诺 韩昊霖 宋佳 马丽 洪烈 张天爱 李光洁 海清 陈道明 彭昱畅 欧豪 贾冰 李嘉琦 艾伦 常远 余皑磊 魏晨 陶虹 倪虹洁 张雨绮 焦圣祥 樊雨洁 张建亚 张芝华 张国强 宁理 胡可 沙溢 马书良 曹可凡 万茜 祖峰 张艺谋 李雪健 张小斐 杜江 李乃文 耿乐 吴昊宸 白那日苏 江水 逯长恩 张恒瑞 阿楠 吴昱翰 周庆昀 王成思 宋阳 李海银 龚毅星
张震 张艾嘉 李雪健 柄本明 伊藤步
吕丽萍濮存昕李雪健吕中张丰毅宗平郭宝昌
周冬雨 窦骁 奚美娟 李雪健 姜瑞佳
李雪健 蒋梦婕 王柏杰 高一童 廖亮 姚奕辰 史力嘉 马率
蔡明 方青卓 盖丽丽 葛优 大力 侯耀华 李耕 李嘉存 李婉芬 梁冠华 马晓晴 唐爱梅 田岷 谢园 臧金生 张潮
高明 蒋耀玢 曲云 林康 丹曲 王彦波 戈楠
杨立新 徐帆 王丽媛 李若思 何冰 黄素影 李世龙 田成仁 蒋雯丽 黄宏 宋丹丹 王刚 赵屹鸥 徐滔 陈小艺 刘仪伟
胡可 王学兵 雷恪生
中井贵一 阿部宽 广末凉子 藤龙也 中村吉右卫门
足立梨花 江野泽爱美 增山加弥乃 冈田结实 藤田富
魏睿
汉努-佩卡·约克曼 奥托·古斯塔夫松 乔纳斯·里尼 卡里·瓦纳宁 米娜·哈普吉拉 米科·莱皮兰皮 米·库基 劳拉·布林 安蒂·忒斯古 马蒂·里斯蒂宁 埃娃·索伊沃 莫里·黑基拉 皮乔·勒帕宁 莎拉·帕卡斯维尔塔 韦勒·维坦恩
黄家驹 乔宏 廖启智 陈国新 泰迪·罗宾 李名炀 刘洵 刘以达 邱礼涛 罗利期 谷峰 胡枫
赵文瑄 王琳 王佳佳 张开泰 李君婕 刘恺威
柴崎幸 余贵美子 三浦友和 汤姆大哥 志田未来 满岛光
陈大伟 王艺曈 陈旺林 弼祺 叶青青
牛欣欣 陈程玉
王瑞楼 张志奎 王俊英 胡秀萍 王志华 李景田
戚九州 博冰 茜茜 魏连峰 段思媛 姚宏合美
吉姆·罗斯·斯图尔特 迪诺·阿布雷夏 BrunoArmando ClaudioBotosso
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