《第二次握手》讲述了苏冠兰、丁洁琼、叶玉菡三人之间的爱情悲剧和爱国情怀。苏冠兰与丁洁琼本是一对恋人，因家庭原因被迫分离。丁洁琼远渡重洋赴美留学，在科研上取得了卓越成就。苏冠兰则在国内与善良的叶玉菡结婚。多年后，丁洁琼回国，与苏冠兰再次相遇，这便是“第二次握手”。此时，他们都已各自有了不同的人生轨迹。丁洁琼虽内心痛苦，但依然将精力投入到祖国的科研事业中。影片展现了他们在爱情与责任、个人情感与国家大义之间的挣扎与抉择，同时也反映了一代知识分子的爱国精神和高尚情操。