29 августа 1949 года в Советском Союзе прошло первое испытание атомной бомбы. Именно в этот день американцы утратили свою атомную монополию, а Советский Союз обрел звание супердержавы. Именно в этот день началась гонка вооружений. Казалось бы, давно позади события того времени. Но спор о том, украли русские первую атомную бомбу или создали ее сами, не утихает. Тем более, что многие фильмы, и наши, и зарубежные, приводят все новые имена тех, кто похищал для русских атомные секреты США и Англии. Авторы фильма «Испытание бомбой» рассматривают параллельно обе эти сюжетные линии – работу разведчиков и работу ученых. И пытаются установить подлинную меру заслуг всех участников драмы. Красной нитью через картину проходит испытание атомной бомбы в Семипалатинске и подготовка к нему.