В лаборатории № 2 рабочее утро было прервано внезапным появлением шефа, члена-корреспондента А. Н. Голицына, который сделал выговор сотрудникам и потребовал, чтобы Сергей Крылов подал заявление на должность начальника лаборатории. В коллективе ожидали, что вакансию займет Агатов, известный как посредственный учёный, но способный организатор. В это же утро к Крылову пришёл его институтский друг Олег Тулин — обаятельный, общительный и талантливый учёный, приехавший в Москву для получения разрешения на рискованное исследование с самолёта. Несмотря на скепсис генерала Южина, Тулин получил разрешение, ощущая, что удача ему неизменно сопутствует, в отличие от Крылова. Пока Тулин занимался формальностями, Агатов провёл интригу, в результате которой Крылов был вынужден покинуть институт. Это не стало для него первым поражением. Оформив увольнение, он отправился на зимние исследовательские работы на озеро, где ранее работал с Наташей Романовой. Тогда между ними произошло нечто, что Крылов хотел оставить в прошлом, но теперь понял, что не может обойтись без неё. На месте он узнал, что Наташа вместе с сыном ушла от мужа — известного художника, и её местонахождение было неизвестно.
В отличие от Тулина, у Крылова всегда всё шло с трудом. На первом курсе он слабо успевал по предметам, и к нему прикрепили отличника Тулина, который с удовольствием помогал Сергею. Благодаря этому у Крылова проснулся интерес к науке. Однако к концу третьего курса его исключили из института после конфликта с доцентом, несмотря на поддержку Тулина, тогдашнего комсомольского лидера. Старшая сестра Тулина устроила Крылова на завод контролёром ОТК, где он начал задумываться над крупными физическими проблемами, чем вызывал насмешки коллег, пока главный конструктор Гатенян не пригласил его в бюро. Крылов стал публиковаться в технических журналах, его заметили на заводе и предрекали успешную карьеру. Гатенян организовал для него доклад в институте физики. После этого Крылов подал заявление об уходе, поняв в институте, что настоящие учёные — это нечто особенное. Среди них выделялся Данкевич, под руководством которого Крылов стал старшим лаборантом, затем научным сотрудником и получил самостоятельную тему. Он усердно работал, окружённый приборами, и чувствовал себя полностью погружённым в науку.
Со временем Крылову стало казаться, что его руководитель стремится к недостижимому, и работа зашла в тупик. Сергей попытался обсудить свои желания и сообщил о желании заняться атмосферным электричеством. Данкевич, заметив его стремление к быстрому успеху, выдал характеристику для участия в годовой кругосветной экспедиции на геофизическом корабле. Вернувшись, Крылов узнал о замужестве своей девушки Лены, смерти Данкевича и успешности гипотез последнего. В новой обстановке заместитель директора института Лагунов привлекал Крылова к важным совещаниям, представляя его как ученика Данкевича, что открывало перспективы карьерного роста. Однако приезд из Москвы Голицына, признанного специалиста в области атмосферного электричества, изменил ситуацию: он сообщил, что Данкевич перед смертью просил взять Крылова на работу, так как тот оставил начатую диссертацию. Совместная работа с Голицыным продолжалась до момента, когда последний предложил Крылову должность начальника лаборатории, что вызвало интригу со стороны Агатова и привело к разрыву с Голицыным. Снова оставшись без работы, Крылов получил помощь от Тулина, пригласившего его в новый эксперимент по управлению грозой. Несмотря на сомнения в обоснованности идей Тулина, Крылов решился рискнуть, и они вместе с группой сотрудников отправились на юг.
Грозовое облако сравнивали с электрической машиной, однако отсутствие проводов и непонятный механизм включения и остановки делали работу сложной. Агатов, курировавший эксперимент, запрещал входить в облако, что формально было обосновано, но мешало получить ключевые результаты. В момент отъезда Тулина на деловую встречу руководство полётом взял на себя Крылов. Влюблённый в Женю член группы Ричард оставался безучастным и без парашюта, что Крылов позже вспомнил как нарушение инструкций. Во время полёта гроза внезапно налетела с запада, указатель, на питание которого переключился Агатов, не сработал, и пилот потерял ориентировку. Члены экипажа начали покидать самолёт с парашютами. Ричард попытался спасти записи приборов, заметив отвинченный разъём питания указателя. В салоне остались только он и Агатов, который в итоге выпрыгнул последним. После похорон Ричарда комиссия начала расследование. Крылов, по мнению многих, вел себя неудачно, отстаивая необходимость продолжения экспериментов, тогда как Тулин отказался от темы и получил сочувствие коллектива за свой талант и переживания. Отношения между Тулиным и Крыловым ухудшились, так как последний пошёл против бывшего друга. Считалось, что аварии могло не быть, если бы полёт совершал Тулин.
Заместитель директора Лагунов настаивал на привлечении Крылова к суду. Генерал Южин был огорчён тем, что Тулин, на которого он возлагал надежды, не проявил стойкости, в отличие от Крылова. Тематика исследования была закрыта, Тулин перевёлся на спутниковые программы, а Крылов, вопреки ожиданиям, продолжал трудиться над закрытым экспериментом. Тулин пытался убедить друга отказаться от работы, предупреждая о невозможности продолжения без разрешения и необходимости начинать всё заново, но Крылов осознавал, что Тулин выбрал компромисс ради успеха и признания, чего ему самому казалось недостаточным. Каждый день он возвращался к работе, и несмотря на трудности, вскоре достиг значимых результатов, которые представил Голицына. Вскоре академик Лихов, Голицын и другие выступили за возобновление эксперимента, и было получено официальное разрешение. Крылов узнал, что в экспедиции встретит Наташу, а затем случайно встретил Голицына, который поинтересовался его делами. Крылов ответил, что группа формируется отлично, хотя в ней состоит лишь он один, но коллектив крепкий и сплочённый.
