本片由斯里安梅菲(Cillian Murphy)飾演「原子彈之父」羅伯特奧本海默(J. Robert Oppenheimer)，艾美莉賓特(Emily Blunt)飾演其妻兼生物學與植物學家凱瑟琳(Katherine “Kitty” Oppenheimer)，金像影星麥迪文(Matt Damon)飾演領導「曼哈頓計劃」(Manhattan Project)的萊斯利格羅夫斯將軍(General Leslie Groves Jr.)，羅拔唐尼(Robert Downey Jr.)則飾演美國原子能委員會創會成員之一劉易斯斯特勞斯(Lewis Strauss)。