《奧本海默》是一部關於美國「核子彈之父」羅伯特·奧本海默的劇情片，講述了他在二戰期間領導研製核子彈的過程，以及戰後遭遇不公正聽證會的故事。
奧本海默在劍橋大學卡文迪許實驗室留學時，因數學方面的困難和一次差點用有毒化學品毒害教授的嘗試，導致其與教授的關係緊張。在德國哥廷根大學完成物理學哲學博士學位後，奧本海默在維爾納·海森堡研究處工作，並開始在加州大學伯克利分校和加州理工學院任教。
由於得知納粹德國正在研究原子武器，美軍萊斯利·格羅夫斯將軍找到奧本海默，要求他擔任曼哈頓計劃計劃總監，參與核子彈的研製工作。奧本海默組建了一個科學家團隊，在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯共同秘密研製核子彈。研發期間，科學家對發現連鎖反應的可能性感到憂慮，奧本海默於是找上了愛因斯坦去驗證其可能性，並發現有可能毀滅世界。
戰後，奧本海默面臨的不公正聽證會主要集中在他在研發核子彈期間的決策和行為，包括他對團隊成員的嚴格管理，以及對核武器可能造成的全球性影響的認識不足。聽證會上，他被質疑對共產主義的同情，以及對團隊成員的嚴厲態度。儘管他試圖證明自己的清白，但最終被迫辭去在洛斯阿拉莫斯的工作。