A causa di un guasto alla sua auto, Francesca Inaudi si ritrova nei pressi dell'Osservatorio di Trieste dove incontra Eda Gjergo, giovane astrofisica che fin dalla sua adolescenza ha vissuto con Margherita Hack. Inizia così un nuovo viaggio sulle tracce della personalità della famosa astrofisica, divulgatrice scientifica e attivista italiana.

La porta del cielo fu il film che permise a De Sica di rimanere a Roma anziché recarsi a Venezia per girare film di propaganda che avrebbero dovuto rinvigorire il regime fascista di Salò. Questo film, che aveva tra gli interpreti María Mercader e Zavattini alla sceneggiatura, è il racconto dei fedeli che prendono il treno bianco per raggiungere il Santuario di Loreto, dove sperano di ricevere un miracolo.

Margherita Hack partecipava a programmi televisivi volti a far conoscere il suo lavoro nel campo dell'astrofisica. È stato proprio così che Eda l'ha vista e si è appassionata alla scienza. Lo spirito ribelle e combattivo di Margherita Hack ha ispirato tante altre ragazze avvicinandole all'astrofisica.

De Sica trova il modo di aiutare le persone bisognose a non essere trasferite a Venezia, aiutandole allo stesso tempo a garantirsi qualcosa da mangiare ogni giorno. Con la polizia fascista sempre alle calcagna e l'obbligo del coprifuoco, per la troupe cinematografica non è facile portare avanti le riprese del film.

Giuseppe vorrebbe trascorrere del tempo con Elena, ma in ospedale c'è tanto da fare. Cloe abbandona suo figlio davanti a una chiesa e subito dopo si sente male. In ospedale, sarà Giuseppe ad operarla e ad essere accanto a lei al suo risveglio.

Docente di astronomia all'Università di Trieste per quasi trent’anni, Margherita Hack è stata la prima donna italiana a dirigere l'Osservatorio Astronomico di Trieste. Nel momento in cui Margherita si insediò come direttrice, l'Osservatorio astronomico si trovava in una condizione di isolamento. La Hack lavorò per rafforzare l'istituzione, bandì nuovi concorsi, attrasse giovani ricercatori, organizzò meeting di livello internazionale. Grazie a lei, le donne si avvicinarono al mondo della scienza, frequentando i suoi corsi universitari.

Le ultime scene del film La porta del Cielo vengono girate all'interno della Basilica di San Paolo fuori le mura. Proprio lì fu girata l’ambientazione della chiesa di Loreto. Ma trattandosi di una chiesa, la troupe cinematografica era costretta a seguire delle regole severissime e i frati avevano il compito di sorvegliare le riprese, ma spesso, poi, veniva scambiati per comparse.

Cloe non vuole più restare in ospedale e Giuseppe la porta a casa sua, ma sua sorella non approva questa decisione perché la presenza di Cloe in casa loro potrebbe rovinare la sua reputazione.

Margherita Hack era una donna che non badava all'apparenza e teneva molto di più alla sostanza e soprattutto alla conoscenza. Non era attratta dal mondo materiale e ne era felice. Dei piccoli aneddoti raccontati da chi l'ha conosciuta ci danno un idea più chiara del suo carattere.

Durante le riprese de La porta del cielo, De Sica dovette affrontare dei momenti pericolosi con le truppe tedesche e riuscì a salvarsi grazie alla sua astuzia. La troupe continuava a stare al riparo nella Basilica, ma il loro comportamento era tutt'altro che consono ad un luogo sacro.

Elena non è più disposta ad aspettare Giuseppe. Vorrebbe sposarsi e trascorrere la sua vita con lui, ma il posto di Giuseppe è accanto ai malati e ai diseredati.

Forse non tutti sanno che da giovane Margherita Hack fu una grande sportiva. Praticò atletica leggera a livello agonistico vincendo i Littoriali di Firenze nelle gare di salto in alto e salto in lungo. Con il passare degli anni, Margherita si appassionò alla bicicletta e condivise questo hobby con la sua amica e studentessa Eda.

Il 23 marzo 1944 i Gruppi di Azione Patriottica attaccano una compagnia di Polizei SS in Via Rasella a Roma. Per rappresaglia, il giorno successivo, un plotone tedesco giustizierà 335 italiani alle Fosse Ardeatine. Gli attori che stavano recitando al teatro Quattro Fontane assistono a tutto ciò, ma trovano il modo di salvarsi. De Sica viene successivamente portato da un generale fascista che chiede spiegazioni sulle tempistiche del suo film e sui componenti della sua troupe.

Giuseppe va a parlare con Giorgio per chiedergli di andare a trovare Cloe che sta per morire. Giuseppe non può che constatare quanto Giorgio sembra essere privo di sentimenti.

Nata durante il Ventennio fascista, la Hack visse pienamente il periodo della dittatura mussoliniana. Il suo essere apertamente antifascista le costò una sospensione e il rischio di non essere ammessa agli esami di maturità.