Samtidig som vitenskapsmannen Werner Heisenberg ufrivillig blir dratt inn i den tyske krigsmaskinen for å utvikle atombomben, planlegger professor Leif Tronstad det livsfarlige oppdraget til de norske sabotørene: Sprengingen av Norsk Hydros produksjonsanlegg på Vemork.
Dramaserien utspiller seg i løpet av opptakten, utbruddet og avslutningen av 2. verdenskrig. Vi følger historiene til de sentrale aktørene i kampen om hvem som først får utviklet atomvåpen.
Hovedpersonene i serien er tungtvannsfabrikkens skaper, vitenskapsmann og motstandsmann Leif Tronstad (Espen Klouman Høiner), Hydro-direktør Axel Aubert (Stein Winge) og hans direktør (Dennis Storhøi) samt nobelprisvinner Werner Heisenberg (Cristoph Bach), som leder arbeidet med Nazi-Tysklands atomprogram.
I serien blir vi også kjent med sabotørene i gruppen Grouse og den senere gruppen Gunnerside. Blant sabotørene finner vi blant andre Christian Rubeck, Frank Kjosås, Tobias Santelmann og Benjamin Helstad.
De to første episodene av "Kampen om tungtvannet" sendes sammenhengende på NRK1 søndag 4. januar kl 20:55.
Første episode
2. verdenskrig starter, og tyskerne setter i gang sitt atomvåpenprogram. Nobelprisvinneren Werner Heisenberg leder arbeidet og trenger tungtvann til reaktoren han skal bygge. Tungtvannet produseres kun i Norsk Hydros anlegg på Vemork ved Rjukan, og Hydro-direktør Bjørn Henriksen får i oppgave å handle med tyskerne. Tungtvannsfabrikkens skaper, vitenskapsmann og motstandsmann Leif Tronstad fatter mistanke ved tyskernes tungtvannkjøp og kontakter engelsk etterretning. Tronstad reiser til London for å hjelpe de allierte med å sette en stopper for tungtvannsproduksjonen. Kampen om tungtvannet er i gang.
Andre episode
I England setter Leif Tronstad sammen sabotasjegruppen Grouse. Gruppen skal til Hardangervidda og være fortropp for de engelske commando-soldatene i Operasjon Freshman. Målet er å sprenge tungtvannsfabrikken på Vemork. Samtidig arbeider Werner Heisenberg videre i Tyskland med atomreaktoren og får store forsyninger med tungtvann fra Norsk Hydros anlegg på Vemork. Grouse slippes over Hardangervidda og danner landingsplass for Freshman. I dårlig vær setter Freshman-soldatene kursen mot Norge. Det ender med katastrofe.