Blunt interpreterà sua moglie Katherine Vissering Oppenheimer, Pugh interpreterà Jean Tatlock, un membro del Partito Comunista degli Stati Uniti che ha avuto una relazione con Oppenheimer, mentre Safdie interpreterà Edward Teller, un membro del Progetto Manhattan considerato il "padre della bomba all'idrogeno".
La produzione di Oppenheimer é iniziata alla fine di febbraio e il film sarà il primo di Nolan con la Universal dopo la fine della sua relazione decennale con la Warner Bros.