... Physikstudent J. Robert Oppenheimer studiert am Cavendish-Laboratorium, dem Institut für Physik an der englischen Elite-Universität Cambridge. Er hat eine Menge neue Theorien zur Physik im Kopf, die er zwar mit seinem brillanten Verstand wunderbar vorträgt, von den Dozenten aber eher belächelt werden. Genervt nimmt er den Rat des Gastprofessor Niels Bohr (Kenneth Branagh) an, nach Deutschland an die Universität Göttingen zu gehen, wo insbesondere auf dem für ihn interessanten Gebiet der Quantenmechanik geforscht wird. Während seiner Zeit in Europa lernt er auch die Physiker Isidor Isaac Rabi (David Krumholtz) und Werner Heisenberg (Matthias Schweighöfer) kennen, mit denen er nach seiner Rückkehr in die USA in Kontakt bleibt. Zuhause stehen ihm jetzt zahlreiche Posten an Universitäten offen und er veröffentlicht verschiedenste hochwissenschaftliche Arbeiten z.B. über schwarze Löcher und das unendliche Universum. Während des zweiten Weltkrieges wird Oppenheimer vom berühmten US-General Leslie R. Groves (Matt Damon), dem militärischen Projektleiter für das sogenannte „Manhattan-Projekt“, kontaktiert. Oppenheimer soll mit den besten Wissenschaftlern der Vereinigten Staaten an der Entwicklung einer verheerenden „Atombombe“ arbeiten...