Nel 1943 un gruppo di scienziati si stabilisce in un laboratorio a Los Alamos, New Mexico per lavorare, in totale segretezza, al "Progetto Manhattan".

Mentre le mogli degli scienziati faticano ad adattarsi alla vita di Los Alamos, Frank riesce ad ottenere il plutonio necessario per riprendere gli esperimenti.

La morte di Syd ha un effetto devastante su tutta la comunità e sul lavoro dei colleghi alle prese con importanti problemi di sicurezza.

Mentre Frank affronta i dolorosi ricordi del suo passato, l'arrivo del fisico Neils Bohr suscita parecchia curiosità nel team di scienziati.

La scoperta che Babbit è stato messo al centro di un'indagine scatena la reazione di Frank, pronto a tutto per proteggere il suo mentore.

Charlie viene scelto per un importante viaggio per visionare un reattore in Tennessee. La sua accompagnatrice sarà Helen e ciò suscita la gelosia di Abby.

Mentre Helen e Charlie sono impegnati a risolvere un malfunzionamento del reattore, Abby intraprende un viaggio alla ricerca di se stessa.

Un gruppo di scienziati britannici visita il sito di Los Alamos. Charlie e Frank devono affrontare questioni serissime sul futuro del progetto.

Charlie e Frank sono obbligati a lavorare insieme per il bene della missione, mentre Abby trova conforto per le sue pene amorose tra le braccia dell'affettuosa Elodie.

Mentre l'alleanza clandestina fra Charlie e Frank viene scoperta da Glen, a Los Alamos la vedova di Sid Liao vuole scoprire la verità sulla morte del marito.

Una macabra notizia dalla Germania aumenta la tensione nella comunità di Los Alamos e conferma i sospetti sulla presenza di una spia dei tedeschi.

E' l'ora della resa dei conti per Charlie, che deve prendere una drammatica decisione e soprattutto affrontare un contrariato e armato Reed Akley.

In questo finale della prima stagione: Il destino ha riservato a Frank un'opportunità che cambierebbe la sua vita mentre Charlie è atteso da un incarico di grande responsabilità.