Алексей Баталов, Иннокентий Смоктуновский, Татьяна Лаврова, Николай Плотников, Сергей Блинников, Евгений Евстигнеев, Михаил Козаков, Валентин Никулин, Павел Шпрингфельд, Александр Пелевин
сценарий...Даниил Храбровицкий, Михаил Ромм
директор фильма...Игорь Вакар
оператор...Герман Лавров
композитор...Дживан Тер-Татевосян
художник...Георгий Колганов, В. Киселева
монтаж...Ева Ладыженская
Фильм о физиках-атомщиках, ставший одним из наиболее ярких явлений киноискусства 60-х. В фокусе внимания — судьба молодого ученого, для которого исследовательская работа стала смыслом жизни. Даже получив смертельно опасную дозу радиации, он упорно продолжает эксперименты, каждый из которых может оказаться последним.
Для фильма с рабочим названием «365 дней» Михаил Ромм собрал совершенно новую команду людей, с которыми он ранее не работал.
На главные роли были приглашены популярные актёры Юрий Яковлев и Алексей Баталов. Перед самым началом съёмок Яковлева, попавшего в автомобильную аварию, получившего сотрясение мозга и перелом ключицы, пришлось заменить Иннокентием Смоктуновским. На главную женскую роль была приглашена молодая и малоизвестная актриса театра «Современник» Татьяна Лаврова. Роль Лёли стала для Татьяны главной в её кинокарьере, в дальнейшем она посвятила себя главным образом театру.
Я с огромным интересом работал над образом Дмитрия Гусева. Жизнь этого ученого-атомщика заполнена упорным, осмысленным и притом совершенно не бросающимся в глаза подвигом. Роль Гусева особенно привлекает меня тем, что он — человек сегодняшнего дня, глубоко интеллигентный, можно сказать — человек новой советской формации
— Алексей Баталов
Сценарий фильма был написан Храбровицким совместно с Роммом. Оператором картины стал также дебютант Герман Лавров. Во многих отношениях картина стала новым словом в советском кинематографе. Специалисты отмечали необычную трактовку музыкальной темы и звукорежиссуры — собственно музыки там почти нет, есть только некое звуковое сопровождение технологического толка. Новым словом в картине также стали и декорации.
Съёмки фильма заняли 6 месяцев. 5 марта 1962 года в московском кинотеатре «Россия» состоялась премьера.
В фильме участвовали 7 актёров, которые позднее были удостоены звания Народный артист СССР: Баталов (1976), Смоктуновский (1974), Плотников (1966), Блинников (1963), Гердт (1990), Евстигнеев (1983), Дуров (1990). Режиссёр Михаил Ромм был народным артистом СССР с 1950 года.
Алексей Баталов свидетельствует, что ряд задуманных авторами мрачных деталей был выключен из фильма по цензурным требованиям. Так был исключён эпизод, где Гусев приходит на могилу матери, исключено указание на то, что к финалу болезнь приводит Гусева к слепоте.