Действие разворачивается в мексиканском городке Лос-Аламос в 1942 году. Американские физики во главе с Робертом Оппенгеймером работают здесь над сверхсекретным Манхэттенским проектом — изобретают атомную бомбу. В рамках проекта идёт конкуренция пушечной и имплозийной моделей будущего оружия. Первую модель конструирует Чарли Айзекс, вторую — Фрэнк Уинтер. При этом команда Уинтера не получает достаточного финансирования, поскольку армия не доверяет его подсчётам. Физики являются главными героями сериала, вместе с их жёнами. Военное руководство запрещает женщинам работать в Манхэттенском проекте. Биолог Лайза Уинтер вынуждена стать простой домохозяйкой, а вот Эбби Айзекс устроилась прослушивать телефонные звонки в городе. Спецслужбы заняты поисками шпионов — несмотря на все меры предосторожности, за формулой бомбы охотятся немецкие и советские агенты. Первого шпиона по иронии арестовывают как раз в День независимости США, 4 июля. Сериал построен на противостоянии физиков друг другу, контрразведки — шпионам и местного мексиканского населения — пришлым американцам.