直到孙玉芹生病发烧，于敏才想到要回家照顾妻子，却被孙玉芹劝阻，让他以工作为重。在于敏带领下，运算工作终于取得了突破。然而于敏却因过分疲劳晕倒，被送进了医院。领导让于敏在医院好好休养，然而他仍然心系目前面临的理论难题。从医生的话语中，他意外得到了启发，得到了新思路，便悄悄溜出了医院，回到研究所继续开展工作。1965年9月，于敏等人终于在理论上取得了进展，为了验证方案可行性，他带队到上海，通过国内唯一的一台万次电子计算机进行验算。为了提高计算机的使用效率，于敏等人用“换人不停机”的方式工作，还想出了新的分解运算方式。