Oppenheimer, Amerikalı fizikçi Julius Robert Oppenheimer'ın hayatına odaklanan bu film, onun İkinci Dünya Savaşı sırasında atom bombasının geliştirilme sürecindeki rolünü gözler önüne seriyor. Manhattan Projesi'nin bilimsel liderliği Julius Robert Oppenheimer'a verildiğinde, o ve eşi Kitty, bu çalışmanın sadece kendi hayatlarını değil, tüm dünyayı nasıl etkileyeceğini hayal edemezlerdi. New Mexico'daki Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda Oppenheimer ve ekibi, uzun ve zorlu çalışmalar sonucunda bir nükleer silah geliştirir ve Oppenheimer "atom bombasının babası" ilan edilir. Ancak, bu ölümcül icadın Hiroşima ve Nagazaki'de kullanılacak olması, Oppenheimer'ın projeden uzaklaşmasına neden olur. Savaş sona ererken, Robert Oppenheimer, Lewis Strauss ile birlikte ABD Atom Enerjisi Komisyonu'nun danışmanı olur ve nükleer enerjinin uluslararası kontrolünü ve nükleer silahlanma yarışına karşı durmayı savunur. Bu duruşu nedeniyle ABD tarafından hedef haline gelir.