Молодые ученые Кирилл и Олег занимаются созданием современного ядерного реактора «Брест» в рамках программы «Прорыв». За информацией об инновационной разработке охотятся спецслужбы разных стран, которые стремятся сорвать проект. За манипуляциями иностранной агентуры следит опытный майор ФСБ Белкин. Героям предстоит завершить начатое в самых сложных, угрожающих жизни условиях.
В шпионском триллере «Мирный атом» главные роли исполняют Леонид Бичевин и Александр Ильин-мл.