26 april 1986, USSR. Na een explosie in de vroege ochtend in de kerncentrale van Tsjernobyl proberen fabrieksarbeiders de schade op te nemen. Als aan de controlekamer wordt gemeld dat de kern van de reactor “weg” is, stuurt hoofdingenieur Anatoly Dyatlov zijn mannen naar de kern om dit te onderzoeken. Ondertussen wordt Vasily, een brandweerman, opgeroepen om de brand te blussen, waarbij hij zijn vrouw Lyudmilla moet achterlaten.

30 april 1986. Nadat ze zich in ziekenhuis nummer 6 in Moskou heeft binnengekocht, negeert Lyudmilla de waarschuwingen van een verpleegster om haar contact met Vasily te beperken. Nadat de brand in de reactor onder controle is, waarschuwt Legasov Shcherbina dat een meltdown het water van miljoenen kan besmetten. Khomyuk zweert de oorzaak van de ontploffing te achterhalen; Legasov maakt een ontsmettingsplan voor de omringende gebieden.