Acte I

Dans un laboratoire de recherche du Nouveau Mexique, en juillet 1945 aux Etats-Unis, des chercheurs devisent sur les progrès scientifiques ayant permis la mise au point de la bombe atomique. Bien que cette arme puisse détruire une grande ville en quelques secondes, elle n'a selon eux pas été conçue par des esprits maléfiques, mais par des milliers de personnes souhaitant la sécurité de leur pays. Le physicien Edward Teller discute avec directeur du programme, Robert Oppenheimer, de l'avancement des travaux de son équipe, et avoue la culpabilité qu'il ressent à mettre au point une arme si destructive. Il lui fait également part d'une pétition rédigée par certains scientifiques à l'attention du Président Truman, troublés par les conséquences de l'utilisation de la Bombe sur la civilisation, son utilisation leur paraissant inappropriée du fait de la reddition de l'Allemagne. Le physicien Robert Wilson figure parmi les leaders de ce groupe de scientifiques. Ces scientifiques proposent d'envoyer un avertissement au Japon, en faisant exploser une bombe de démonstration, dans un endroit inhabité, avant de l'utiliser pour de vrai si cela ne les incite pas à cesser les combats. Oppenheimer explique que l'effet psychologique est primordial pour faire cesser la guerre : la bombe doit être lancée sur une, voire plusieurs villes majeures.

De retour chez lui, Oppenheimer travaille dans son salon, tandis que sa femme, Kitty, le caresse de mots d'amour. D'abord absorbé par son travail, Oppenheimer lui répond ensuite tendrement. Katty souligne alors le paradoxe qu'il y a à semer la mort pour obtenir la paix.

Sur le site de test Trinity d'Alamagordo, le 15 juillet 1945, en fin d'après-midi, un violent orage menace le test nucléaire qui doit se tenir dans la nuit. Le Général Leslie Groves, Commandant du Projet Manhattan, discute avec Oppenheimer et Frank Habbard, chef du département de météorologie du site. Celui-ci rappelle que la date choisie pour l'essai a toujours été contestée par son service du fait des risques climatiques qui pèsent en cette période de l'année. Cela a pour effet d'échauffer les esprits. Les risques sont grands, la bombe ayant déjà été installée en haut d'une tour, risque d'être touchée par un éclair. Mais Truman devant rencontrer Staline le lendemain, l'essai ne peut être reporté. Aucune mesure de sécurité ne peut être prise pour les habitants des villes voisines sans quoi le secret entourant l'essai ne pourra être maintenu. Ces villes sont cependant susceptibles d'être inondées par des pluies radioactives, en cas de changement brutal de condition météorologique. Le Capitaine James Nolan, en charge du corps médical, ajoute alors à la tension en expliquant les effets d'une irradiation, et les limites des connaissances scientifiques en la matière. Le camp tout entier sombre dans la panique. Groves renvoie alors tout le monde afin de prendre du recul avec Oppenheimer. Après avoir plaisanté sur son poids, ils décident d'aller tous les deux prendre du repos.

Acte II

Kitty, la femme d'Oppenheimer est chez elle à Los Altos en Californie (à 2.000 km du site de Trinity), buvant avec sa bonne Navajo, Pasqualita. Kitty attend des nouvelles de l'explosion, philosophant sur la mort. Régulièrement, Pasqualita se lève pour vérifier que Peter, le fils des Oppenheimer, et Katherine, leur nouveau-né, dorment bien. Lorsque cette dernière se réveille, Pasqualita lui chante une berceuse.

A Alamagordo, la bombe est prête à être lancée et tout le personnel a évacué la zone d'impact. Wilson, le physicien, s'apprête à aller installer un instrument de mesure en haut de la tour, tandis qu'Hubbard, le météorologue, mesure la vitesse du vent. Ils échangent leurs craintes de voir la Bombe testée dans des conditions si défavorables.

Pendant ce temps, Pasqualita continue de chanter sa berceuse pour apaiser Katherine, la fille d'Oppenheimer. Katty exprime son angoisse devant l'imminence de l'essai.

A trois heures du matin, sur le site de test Trinity, Groves, Oppenheimer et Teller s'inquiètent de ne toujours voir aucune amélioration météorologique. Teller raconte que certains scientifiques parient sur l'éventualité que la Bombe embrase l'atmosphère et détruise le monde entier, mettant en action des lois de la physique encore ignorées des scientifiques, une telle explosion ne s'étant encore jamais produite. Oppenheimer rejette catégoriquement une telle éventualité. A los Altos, le paisible chant de Pasqualita raisonne toujours.

Hubbard paraît à Trinity et annonce qu'une fenêtre de tir pourrait s'ouvrir entre 5 et 6 heures du matin. Oppenheimer donne alors l'ordre de préparer l'essai pour 5h30.

A 5h10, le compte à rebours débute. L'angoisse est à son comble parmi les scientifiques. Groves craint qu'un acte de sabotage de l'un des scientifiques du centre ne vienne troubler l'essai. Oppenheimer médite de son côté. A los Altos, Peter se réveille, alors que Kitty est toujours éveillée, en pleine méditation sur la liberté. Son chant se mêle à celui de Pasqualita. L'attente est insupportable à chacun.

A 5h20, Teller annonce que les paris sont lancés sur la force de l'explosion. Il révèle également que le contact radio a été rompu avec la tour de contrôle : personne ne sait exactement quand la bombe va exploser. C'est alors qu'une sirène retentit, indiquant qu'il ne reste que 5 minutes. Hubbard constate que les conditions météorologiques se sont grandement améliorées. Tous les protagonistes retiennent leur souffle. Une nouvelle sirène annonce que la Bombe sera lâchée dans deux minutes. La tension monte jusqu'à l'explosion, puis le silence.