薄雾茫茫的海面上，一艘大型航母悄然出现。金牌飞行员詹姆斯驾驶舰载机接近我国领空，余兆年、吴惊天驾驶歼6战斗机对其进行进行驱逐。2009年，秦大地和吴强即将进行对歼15飞机进行测试，同时，衣正邦等人也来到了航母试验试飞陆地训练基地，了解到训练基地的建设工作在有条不紊的进行着。
谢振宇等人完成驱敌任务后在返航途中主动找到余涛，对其进行挑衅，一二零团团长得知后对谢振宇进行了惩罚。谢振宇来到海边与师傅吴惊天相见聊起近况，吴惊天也表达了对于谢振宇的厚望。组建舰载机试验试飞大队的工作紧张地展开，由衣正邦担任试飞军地联合总指挥。第一批试飞候选人员拟定，衣正邦询问秘书陶斯勇，为何名单上没有秦大地的名字，陶斯勇称秦大地因个人原因申请转业，衣正邦听后恼火不已。
秦大地和陶斯勇对第一条试飞跑道进行考察。秦大地明白自身的任务还十分艰巨，他向衣正邦表明自己的决心。衣正邦对秦大地较真拼命的个性隐隐担忧，同意陶斯勇担任试飞大队的政委，以免他头脑发热做出危险举动。谢振宇正式得到命令前去试飞大队报道，他为此激动不已。空军办公大楼前，余涛在内的五名飞行员集结完毕向首长报道。首长寄语他们们厚望，也希望他们能够平安归来。
余涛、耿见林等五名空军飞行员按时前来试飞大队报到。试飞大队第一次集合早操，谢振宇忘记阅读纪律规定错过了早操时间，出完操后，谢振宇和余涛在操场上再次较上了劲。同时夏初和柳妮娜也来到试飞大队进行报道。秦大地找谢振宇谈话，谢振宇向其承认错误。但是陶斯勇对此还是十分担忧，认为谢振宇是在挑战秦大地。
衣正邦讲述了余海洋牺牲的故事，含泪告诫在场试飞大队每一位飞行员，必须要抱着随时牺牲的觉悟，怀着使命与责任完成任务。秦大地把大家带到英雄山，让大家更深刻的理解从走进试飞大队开始，面对的就是随时可能的牺牲。众飞行员前往夏初、柳妮娜那儿做心理检测，初聊中夏初一眼看出了王小毛的心事，众人颇为吃惊。
秦大地在会上表达了试验试飞任务开始的急迫性，想要在全大队开展系列空中对抗赛，以成绩排出试飞顺序，耿见林、余涛、吴强都对此表达了赞同。就系列空中对抗赛的问题秦大地和陶斯勇找到衣正邦表达自己的想法和立场，同时陶斯勇坚决反对秦大地做第一试飞员，衣正邦也认为此举动风险太大。最终衣正邦同意举行系列空中对抗赛，前提是秦大地直接参与最终对决赛，以及未来每个项目阶段开始前都要进行一次系列赛，重新排布试飞顺序，以激发飞行员的积极性。
空军五虎商讨余涛对战谢振宇的战术，众人均表明了自己的想法，他们的对话给了余涛很多的启发，内心有了应战的对策。半决赛中，余涛改变往日的作战模式，效仿谢振宇的攻击手段，谢振宇被胜负欲望冲昏了头脑，猝不及防输掉了比赛。谢振宇在陶斯勇的强烈建议下去了去夏初那里，夏初在和谢振宇聊天过程中，发现是因为压力过大精神紧张导致的生理性呕吐，她带着谢振宇来到海边，经过二人的沟通谢振宇感觉身体恢复了许多。
秦大地与余涛的对决正式开始，二人的精彩较量让在场所有人惊叹不已，谢振宇眉头紧锁目不转睛地注视着两人的动作。几个精彩回合下来两人胜负难分，这时对讲机中却传来余涛要求结束比赛的声音，最终判定两人并列第一。谢振宇在比赛中排名第三闷闷不乐，康延成前来安慰。但谢振宇内心依旧不愿接受失败的事实，提交了离队申请书。得知此事的秦大地大怒，将谢振宇关了禁闭。
吴惊天约谢振宇来海边谈心，斥责谢振宇内心过于脆弱。吴惊天告诉谢振宇，当年秦大地也不是一次失败没有经历过就战胜了自己。谢振宇回到试飞大队，想要撤回自己的离队申请。秦大地和陶斯勇心里暗自高兴，秦大地松了口气，神情宛如重生。康延成把这些天憋在心里的不满全都吐露了出来，这也让谢振宇更加意识到了身上的责任和使命。
余涛代替秦大地担任现场LSO（着舰指挥员），第一试飞员秦大地进入驾驶舱，进行有关偏流板的火焰耐受试验，第一次数据试验成功；余涛交替，同样得到了理想的结果；最终谢振宇以超出规定时间三倍数值的数据结果，给第一次课目试验画上圆满句号。随即开始人、机、索适配性试验中的A40课目试验，这是基础中的基础，也是重中之重，此次试验试飞的成败将更加关键。试验场上，余涛代替秦大地担任现场LSO（着舰指挥员），第一试飞员秦大地进入驾驶舱，第一次试飞挂索失败。