Фильм «Братство бомбы» состоит из семи частей и рассказывает об истории научных исследований и поисков, которые привели к созданию атомного и водородного оружия. Картина охватывает события от открытия радиоактивности до испытания последней «супербомбы» над Новой Землей.

Первая и вторая серии охватывают период с начала ХХ века до начала Второй мировой войны. В них зритель узнает, кем и когда было положено начало самому страшному оружию ХХ века и как содружество ученых Франции, Англии, Италии, Германии, Америки и России превратилось со временем в чудовищное братство бомбы...

В третьей серии фильма зритель узнает о том, как шла работа по созданию нового супермощного оружия в Германии, Америке и СССР во время Второй мировой войны.
В четвертой и пятой сериях фильма зритель узнает о том, что происходило в Европе, США и СССР в течение сравнительно небольшого, но очень богатого на события периода - с конца 1944 по июль 1945, когда в Аламогордо американцами будет произведен первый испытательный взрыв созданного ими нового мощного атомного оружия.

В шестой серии фильма зритель узнает о том, как после запуска экспериментального физического реактора Ф-1 в Лаборатории №2 в СССР шла титаническая работа по пуску мощнейшего промышленного реактора в Кыштыме. Преодоление ядерного отставания от США требовало от страны невероятных усилий, но несмотря на строжайший надзор органов, на неудачи и аварии, многим стоившие жизни, в СССР все-таки было положено начало особой отрасли промышленности - атомной. Фильм расскажет, как продвигались исследования по атомному проекту в Европе и Америке, и как после победы советских ученых – первого испытательного взрыва нашей бомбы на полигоне под Семипалатинском - «Братство бомбы» подошло к опасному рубежу - созданию еще более страшного оружия ХХ века: водородной бомбы.

В седьмой, заключительной серии фильма зритель узнает о том, как после взрыва советской атомной бомбы на полигоне под Семипалатинском начался следующий, еще более страшный этап ядерной гонки между США и СССР. Советские и американские ученые работают над созданием нового, самого мощного оружия ХХ века - водородной бомбы. Кто выйдет победителем в этом чудовищном соревновании? Кто первым испытает супербомбу? Фильм расскажет, как шло это негласное состязание, в котором, к счастью, не оказалось ни победителей, ни побежденных, а родилось новое братство физиков…