События фильма «Девять дней одного года» разворачиваются в Советском Союзе шестидесятых годов. Главные герои – физики-ядерщики Митя Гусев и Андрей Куликов, пытаются получить мощный источник энергии. С ребятами в лаборатории работает ассистентка Леля, в которую они оба влюблены. Во время очередного эксперимента случается авария, и Митя получает опасную для жизни дозу радиации. Врачи предупреждают молодого ученого, что следующая доза радиации станет для него последней, поэтому от этих опытов ему лучше отказаться. Разве такая мелочь, как смерть может остановить настоящего ученого? Конечно нет! Гусев продолжает работать, и это вовсе не самопожертвование, а желание довести начатое дело до конца. Тем временем Леля и Андрей пытаются переубедить друга. Леля, оказывается, в тайне от всех влюблена в Митю, а Андрей Куликов просто не верит в большие возможности ядерной энергии.