《横空出世》1949年新中国成立以来，虽然人民当家作主，但新政权仍然面临被海外敌对势力推翻的严峻现状。抗美援朝惨烈战争结束后，在战争中立下汗马功劳的冯石将军（李雪健饰）接到中央的一项重要任务，即主持研制原子弹。虽然对原子弹一窍不通，但身为军人的冯石不得不听从上级的命令，带着一支经过烈火淬炼的英勇大军，逼近荒凉的戈壁滩。之后，从美国留学归来的陆光达（李幼斌饰）等科学界精英人才从世界各地被转移到西北沙漠。白手起家，拼搏创业，在内外断绝救济的艰难条件下，一群名不见经传的有志之士，朝着共同的目标奋勇前行……