上世纪四十年代,加州理工学院终身教授钱学森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充满愧疚,但妻子的理解让他倍感安慰。。在一个叫巴斯特普的河口地区,6岁的小姑娘“小玉米饼”(奎文赞妮·瓦利斯 Quvenzhané Wallis 饰)和她的爸爸温克(德怀特·亨利 Dwight Henry 饰)生活在此地。一座大坝将巴斯特普与外面的世界隔绝起来,人们在这里过着相对原始的生活。命不久矣的温克对女儿很严厉,一心希望她早日学会自己生存。一次可怕的飓风席卷了这个小村庄,他们的家园被野兽般的洪水吞噬。大灾难过后,幸存的人都团结在一起,开始重建家园。然而事情并非如此简单,洪水一直没有退去,小村庄的一切都开始衰败,动物尸体随处可见。而另一方面,外面世界已经将此地划为强制撤离区域,相关人员进入村庄,强制把他们带去避难所。
面对残酷得如一头野兽的世界,小姑娘并没有害怕,她相信宇宙有某种和谐的平衡。在爸爸独特的教育下,她变得越来越坚强,并且学会理解这个世界……。