Действие фильма происходит в 60-е годы ХХ столетия. Молодые ученые-ядерщики, одержимый экспериментатор Гусев и скептичный физик-теоретик Куликов, — давние друзья, влюбленные в одну девушку по имени Леля. В результате научных экспериментов Гусев получает опасную для жизни дозу радиации. Предупреждения врачей об опасности, грозящей его жизни, не останавливают ученого в поисках научной истины.
Классическая работа Михаила Ромма, лучший фильм 1962 года по опросу журнала «Советский экран», исполнитель главной роли Алексей Баталов признан лучшим актером года.