O filme narra os acontecimentos em torno do desenvolvimento do ultra-secreto Projeto Manhattan, criado para agilizar a produção de duas grandes bombas atômicas, a Fat Man e a Little Boy, que seriam usadas contra a Alemanha na Segunda Guerra Mundial, em cerca de dezenove meses. A liderança da construção ficou a cargo do engenheiro responsável pela construção do Pentágono, Leslie Groves (Paul Newman), ao lado do físico J. Robert (Dwight Schultz), da Universidade da Califórnia.
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