中蘇斷交，使沈巖(保劍鋒 飾)和瓦麗婭只有通過信件寄托相思，一梅告訴沈巖中蘇斷交是大形勢。由于蘇聯專家的撤離，使一六七場在研發飛機時，遇到很多困難，沈巖把什克洛夫斯基交給廠領導周書記，周書記讓沈巖保守秘密，并讓沈巖把內容整理好。
回到蘇聯的專家和瓦麗婭被集中起來學習，而什克洛夫斯基被安全局帶走調查。一六七場成立新的專家組，梁衛國(郭昊倫 飾)被任命為小組長，而沈巖沒能進專家組，后來周書記接到通知因為瓦麗婭的問題，沈巖被停止，并且沈巖的妹妹沈馨(田家伊 飾)也受到牽連。
瓦麗婭給沈巖郵寄的飛機材料被蘇聯政府扣下，并批評了瓦麗婭，同時瓦麗婭的父親因肝癌住院，生命垂危。沈巖通過卡佳認識了吳先生，并花重金請吳先生幫忙打聽瓦麗婭的消息。
