Aqui é contada a história da explosão que aconteceu na Usina Nuclear de Chernobyl. Em 1986, na Ucrânia, o acidente dizimou dezenas de pessoas e acabou por se tornar o maior desastre nuclear da história. Enquanto o mundo lamentava o ocorrido, o cientista Valery Legasov (Jared Harris), a física Ulana Khomyuk (Emily Watson) e o vice-presidente do Conselho de Ministros Boris Shcherbina (Stellan Skarsgård) tentam descobrir as causas do acidente.