上世紀四十年代，加州理工學院終身教授錢學森（陳坤 飾）因為美國興起的反共言論而備受打擊。他的尖端技術研究被迫中止，并被責令出境。錢學森心系祖國，歸心似箭，而意識到錢學森的巨大價值的美方又對其歸國設置了重重障礙，甚至以間諜罪逮捕錢學森。最終，宣告無罪的錢學森被長期軟禁在家 中。
錢學森寫信輾轉與祖國取得聯(lián)系，周恩來授命用11名美國戰(zhàn)犯飛行員換回了錢