新中國成立後，有很多在海外留學的愛國科學家，都紛紛拋棄國外優厚的待遇，想盡一切辦法回到祖國，獻身國家的科學事業。著名力學家、應用數學家，被授予“兩彈一星”功勳獎章的郭永懷就是其中一位，他還是唯一一位獲得“烈士”稱號的科學家。
1940年，郭永懷赴加拿大多倫多大學應用數學係留學，1941年獲碩士學位後又前往美國加州理工學院，在馮·卡門的指導下研究流體力學。1945年獲博士學位後留校任研究員，1946年起便在美國康奈爾大學任教。
1953年夏天，美方以種種借口拒絕給受邀前往英國講學的郭永懷辦理簽證。
1956年，郭永懷終於可以回國的消息很快在他所居住的小鎮傳開。街市依舊太平，但他家附近卻不時會冒出幾個陌生的麵孔。終於有一天，移民局找上門來，要求與他錄音談話，對他進行百般刁難。
除了麵對移民局的惡意刁難，郭永懷還要接受身邊的美國同事、朋友們疑惑的目光。在他們看來，放棄如此優越的環境回到一無所有的地方重新開始，這是難以理解的，唯一能解釋的理由就是郭永懷在美國獲取高科技信息為自己國家的情報部門工作。
在為郭永懷舉行的歡送野餐會上，大家在觥籌交錯之間紛紛祝願郭永懷一路平安。但是，也總有人用掩飾不住的懷疑的神色打量著他。
素來沉默寡言的郭永懷做出了一個驚人的舉動。他從包裏拿出一遝文件資料，走到了火堆旁。
眾人看到他這奇怪的舉動，都瞬間安靜了下來。
“這是我尚未發表的論文手稿。”郭永懷揚起手，將手稿展示給眾人看，“不過，我並未打算將它們帶回中國。我來到這，隻是為了學習。”
隨後，他將手稿一頁一頁地全部扔進了炭火堆。在場的老師、學生，有的讚歎、有的惋惜，但郭永懷神色自若，坦然鎮定。
回國後，郭永懷在我國原子彈、氫彈的研製工作中發揮了重要作用，在空氣動力學、飛行力學和武器環境實驗科學等方麵解決了一係列重大問題。當時，郭永懷擔任了中科院力學研究所副所長，所長是錢學森，兩人合作契合無間，被科學界稱為“馮·卡門學派兄弟搭檔”。
為了發展我國的“兩彈”事業，郭永懷嘔心瀝血，從理論到實踐都做出了重要貢獻。他身體瘦弱，年不到半百便已雙鬢斑白，可工作起來卻精力超人。為了及時了解新情況，他不顧高原反應多次趕赴青海實驗現場參加準備工作，頻繁往來於北京和青海基地之間。
1968年12月5日淩晨，北京城郊曙色未露，寒氣逼人。首都機場附近的居民聽到一聲巨響，一架民航飛機在即將著陸時突然失事，一頭紮進了機場附近的玉米地裏。
飛機失事現場慘不忍睹，13具燒焦的屍體散落一地，麵目全非難以辨認，其中有兩具緊緊抱在一起的屍體格外引人注目。當人們費力地將他們分開時，從兩具屍體的胸部中間掉出一個完好無損的公文包，裏麵竟然裝著一份有關熱核導彈試驗數據的絕密文件！前來接機的戰士當場跪地痛哭。那是郭永懷和他的警衛員牟方東。在飛機失事、生命將盡的瞬間，郭永懷想到的隻是用身體來保護對國家有重要價值的絕密文件！
為了將在青海基地發現的重要數據帶回北京及時研究，一個全世界知名的優秀力學專家離開了人世。
在郭永懷的努力下，1966年10月27日，我國第一顆裝有核彈頭的地地導彈飛行爆炸成功！1967年6月17日，我國第一顆氫彈爆炸成功……就在郭永懷犧牲後的第22天，我國第一顆熱核導彈試驗獲得了成功！