En 1942, l'armée américaine confie au général Leslie Groves la mission de superviser un projet de recherche devant mener à la fabrication d'une bombe atomique. Groves fait appel au physicien Robert Oppenheimer pour diriger les travaux et réunit autour de lui une équipe de chercheurs dans un laboratoire au Nouveau-Mexique. Afin que le projet rencontre son échéance et pour qu'il soit maintenu secret, Groves fait en sorte que rien dans la vie privée des savants ne puisse interférer avec leur travail. Malgré les contraintes qu'ils doivent subir, les chercheurs parviennent à mener leur mission à terme et dans le délai prévu.