Ulana Khomyuk, une physicienne nucléaire détecte une radioactivité importante à Minsk et décide de mener une enquête discrète. Le professeur Legasov et Boris Shcherbina assiste à une réunion présidée par Gorbatchev. Legasov explique que le cœur a forcément explosé puisqu'on a trouvé des morceaux de graphite autour de la centrale. Gorbatchev décide de l'envoyer sur place en compagnie de Shcherbina. Là, ils découvrent ensemble l'ampleur de la catastrophe.