En 1938, de jeunes et brillants physiciens juifs hongrois ayant fui l’Europe de Hitler pour se réfugier aux États-Unis pressentent le potentiel et les risques d’une utilisation militaire de la réaction en chaîne. Terrifiés à l’idée que le Führer, qui prépare alors l’Allemagne nazie à la guerre, puisse mettre au point une arme ultime, ils s’unissent dans une terrible course contre la montre pour concevoir puis construire – sous la direction de Robert Oppenheimer – la bombe atomique.