Als es 1986 im Kernkraftwerk des ukrainischen Tschernobyl zu verheerenden Explosionen kommt, wird der sowjetische Chemiker Valery Legasov (Jared Harris) vom Politiker Boris Shcherbina (Stellan Skarsgård) damit betraut, den Vorfall im Auftrag der Regierung genauer zu untersuchen. Bei seinen Nachforschungen erkennt er schnell, welche weitreichenden Auswirkungen die Katastrophe hat und womöglich noch haben wird. Während unzählige Einsatzkräfte und freiwillige Helfer alles daran setzen, die Folgen