第三个时空的故事，发生在1962年，主角是王敏佳（章子怡 饰）和陈鹏（黄晓明 饰）。

陈鹏喜欢王敏佳，这个理工男借着讲述原子的机会，拉着心爱的姑娘跑遍整个清华的一幕，让多少人感受到了青涩又纯粹的爱情。

王敏佳因为虚荣撒了一个谎，竟因此被扣上了“通敌”的罪名。再加上好友的背叛，她差点被批斗而死。

陈鹏救下了奄奄一息的王敏佳，将她安置到了自己长大的小山村，而陈鹏的身世，还与沈光耀有一段渊源……

接着，陈鹏带着对王敏佳的牵挂，拎着一床棉被，来到了荒无人烟的大西北。

1964年，我国第一颗原子弹爆炸成功，陈鹏终于坐上了回家的火车。

这一幕令人印象深刻：

整个火车上的人都拿着当天的报纸，讨论着我国终于有核武器了，再也不会受人欺负了。

而作为核武器的研发人员之一，陈鹏却默默地坐在车内一角，表情复杂，因为一个残酷的秘密。

电影的最后，有一段“七分钟读懂中国风骨”的超长彩蛋，那些在影片中一闪而过的历史名人和国学大师，一一在屏幕上出现：

梅贻琦、梁思成、林徽因、徐志摩、钱钟书、朱自清……

那真是一个大师辈出的年代，他们年轻时也曾彷徨过，最终却选择了遵从自己的内心，无问西东。

而真诚、正义、信仰、风骨、家国情怀和牺牲精神，就这么一代又一代地传承了下来。