1956年秋,药物研究所教授苏冠兰家中迎来一位神秘华侨女客——丁洁琼。教授夫人叶玉菡热情相迎,而苏冠兰却因过往的纠葛陷入痛苦。故事回溯至1928年,苏冠兰在齐鲁大学读书时救下落水少女丁洁琼,两人因科学救国的理想相爱。南京火车站的第一次握手,定下海誓山盟。然而,苏父以家族利益逼迫儿子与故友之女叶玉菡成婚,苏冠兰以“20年后结婚”为借口拖延,不料叶玉菡竟默默接受。苏冠兰与丁洁琼计划赴美留学,却遭美国特务查路德破坏,丁洁琼孤身赴美,成为原子物理学家后因反对广岛核爆被监禁,与苏冠兰失联多年。苏父谎称丁洁琼已婚,苏冠兰在叶玉菡舍身挡枪的感召下与她结婚。丁洁琼回国后得知真相,心灰意冷欲赴边疆科研,最终在周总理关怀与友人劝慰下,抛开个人痛苦,与苏冠兰第二次握手。小说横跨30年,交织科学家的家国情怀、三角虐恋与时代洪流,刻画了丁洁琼的坚韧、苏冠兰的挣扎、叶玉菡的隐忍,被誉为“感动整个时代的抒情史诗”。