随着战争阴云笼罩世界上空，各国紧锣密鼓抓紧军事竞赛。为了抢占先机，美国陆军中将莱斯利·格罗夫斯（马特·达蒙 Matt Damon 饰）找到量子力学与核物理学领域的扛鼎人物罗伯特·奥本海默（基里安·墨菲 Cillian Murphy 饰），力荐其担任曼哈顿计划的首席科学家以及洛斯阿拉莫斯国家实验室的总负责人。经过两年争分夺秒的研发，硕大的蘑菇云终于在荒原的上空腾起，也宣告着绞肉机一般的二战即将落下帷幕。奥本海默有如将火种带到人间的普罗米修斯，可是对人性的参悟和对未来的担忧迫使他走向与政府相悖的道路。更可悲的是，凡人钟情的物欲也将一世天才裹挟至炼狱之中，永世燃烧……

1959年夏天，庐山会议上对彭德怀的错误批判，使他忍受着被冤屈的巨大痛苦过了六年。
1965年他不计较个人得失，仍接受毛泽东和党中央委派，到成都去任三线建设副总指挥；当时报纸上满载评新编历史剧《海瑞罢官》的文章，矛头直指彭德怀。他强压愤怒，立即投身到三线建设的调查研究之中：他下矿井，钻煤窑，赴工地，到农村，千里跋涉，不辞辛苦；他心系党和国家命运的同时，还关心着普通工人、农民的生活和疾苦。
他怀着对祖国人民高度的责任心、使命感和真正共产党员的博大胸怀，对三线建设提出具有战略性指导意义的意见，可别有用心的三线某领导人却不让他接触军工。
他压抑心中的苦涩，更加快了工作的节奏。 他和工人们同吃同劳动，和年轻战士干同样的活。他为三线建设所取得的成就高兴；为在三线建设中牺牲的烈士流泪；他痛斥违反客观规律的瞎指挥；对某些人的腐化浪费义愤填膺；他随时随地强调党的宗旨是为人民服务。
然而，江青等人并未放过对彭德怀的迫害，他们指使三线建委某些负责人召开会，强迫彭总周围的人对彭总进行所谓面对面的“揭发批判”，欲置彭德怀同志于死地。
悲愤异常的彭总不顾个人的处境安危，拖着病重的身体，继续顽强地工作。随行人员看了无不为之热泪满面，泣不成声。
1966年“文革”爆发之后，形势极其险恶，彭德怀置即将降临的灭顶之灾于不顾，到贵州六盘水煤矿洗煤场考察，被正义激奋得热血沸腾的战士们向他们的彭总致敬，雄壮的、排山倒海的《中国人民志愿军战歌》、《国际歌》歌声在大山中回荡。
彭德怀向千百万战士肃然敬礼，大山、红旗、战士在苍天下肃立，目送彭德怀向远处走去—— 山高万刃，无欲则刚。
彭德怀站在山顶上，极目远眺，他望着血红的夕阳，坚定地说：“我就是死，也要像这太阳一样，来一次最后的辉煌。”
影片最后现出字幕：彭德怀同志在长期革命斗争中养成了志存高远、顾全大局、忍辱负重的可贵品格。当受到不公正待遇身处逆境时，他依然心怀革命全局，自觉遵守党的纪律，刚正不阿，坚持真理。他的这种气节，尤为感人。（选自江泽民主席在纪念彭德怀诞辰九十五周年座谈会上的讲话）