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Durante la segunda guerra mundial, el ganador del premio Nobel Werner Heisenberg es el jefe del proyecto atómico nazi. Heisenberg necesita agua pesada para el reactor que está construyendo, sólo producida por Norsk Hydro en Vemork. El creador de la fábrica de agua pesada, científico y luchador de la resistencia Leif Tronstad, será quien sospeche de la compra alemana de agua pesada y contacta con la Inteligencia inglesa.

Leif Tronstad reúne a un grupo de sabotaje llamado Grouse. El objetivo es ayudar a los comandos ingleses a volar la planta de agua en Vemork. En Alemania, Werner Heisenberg continúa su trabajo en el reactor atómico. El equipo Grouse es lanzado sobre Hardangervidda y prepara el aterrizaje para los ingleses.

La misión inglesa falla y los aliados ahora quieren bombardear la planta de agua pesada. Leif Tronstad los persuade para enviar un grupo de fuerzas especiales de Noruega para hacer volar la fábrica. Tronstad recluta saboteadores, nombra al grupo Gunnerside y comienza su entrenamiento.

Werner Heisenberg ha vuelto a ganar el favor del ejército alemán y se le ha prometido un apoyo ilimitado para su investigación. Los miembros del equipo de Gunnerside abandonan el plan de disparar para entrar en la fábrica de agua pesada.

Laus Helberg es capturado por los alemanes y, aunque gravemente está herido, logra escapar y regresar a Inglaterra. Mientras se reconstruye la fábrica, Werner Heisenberg debe continuar su investigación sin agua pesada.

Los Aliados ordenan a los miembros restantes del equipo Gunnerside que hundan el ferry que transporta las instalaciones de agua pesada. El superior de Werner Heisenberg, Kurt Diebner, le muestra documentos secretos sobre los efectos de la radiación.