导演克里斯托弗·诺兰再度请来奥斯卡奖得主,曾经为《信条》编写电影配乐的配乐师鲁德威格葛伦森(《黑豹》系列电影)为这部电影编写电影配乐。“鲁德威为这部电影编写的音乐不但能够反映片中角色深刻的私人情感,也能够呈现波澜壮阔的历史感。”导演诺兰说:“这部电影的配乐堆叠出来的情感能够完美地搭配美术指导设计的视觉世界以及摄影指导霍伊特范霍伊特玛拍摄的画面,而且能够带领观众进入片中角色陷入的情感困境、他们之间的互动关系以及他们必须面对的地缘政治。”
导演诺兰表示他对于这部电影的配乐没有任何特定的想法,但是他给了配乐师鲁德威格葛伦森一个概念作为出发点。“我建议他以小提琴为基础编写电影配乐。”导演诺兰说:“对我来说,小提琴的音色特质非常符合奥本海默这个角色。为小提琴调音其实并不需要绝对精准,完全是因小提琴家的演奏风格和感情而定。有时候演奏出来的旋律非常优美动听,有时候却会让人立刻觉得惊恐万分。所以我认为小提琴那种充满张力甚至有点神经质的音色,非常符合罗伯特奥本海默非常极端的超高智识和情感。”
《奥本海默》是一部用IMAX胶卷摄像机拍摄的史诗钜片,观众将看到一个谜一般的男人是如何陷入一个自相矛盾的困境,他为了拯救这个世界,必须先冒着可能毁灭它的极大风险。本片超豪华的演员阵容包括基里安·墨菲饰演罗伯特奥本海默;金球奖得主艾米莉·布朗特饰演他身为生物学家和植物学家妻子琪蒂奥本海默;奥斯卡奖得主马特·达蒙饰演曼哈顿计划的负责人莱斯利格罗夫斯;以及小罗伯特·唐尼饰演美国原子能委员会主席路易斯史特劳斯。奥斯卡奖入围者弗洛伦丝·皮尤饰演精神科医师琼塔特洛克;乔许哈奈特饰演美国核子科学家欧内斯特劳伦斯;卡西·阿弗莱克饰演鲍里斯帕什,他是旧金山要塞反情报部门的负责人;奥斯卡奖得主拉米·马雷克饰演大卫希尔,一名助理实验物理学家;以及奥斯卡奖得主,知名导演和演员肯尼思·布拉纳饰演诺贝尔奖得主物理学家尼尔斯波耳。另外参与演出的演员还有班尼沙夫戴(《甘草披萨》)饰演理论物理学家爱德华泰勒;迪伦阿诺(《月光光新慌慌》电影系列)饰演法兰克奥本海默,罗伯特奥本海默的弟弟;古斯塔夫史柯斯嘉(《AIR》)饰演曼哈顿计剑成员汉斯贝特;大卫克伦荷兹(《西部老巴的故事》)饰演诺贝尔奖得主物理学家伊西多拉比;马修莫汀(《蝙蝠侠:黑暗骑士崛起》)饰演万尼瓦尔布希,美国科学研究与开发办公室主任;大卫达斯马齐连(《沙丘》)饰演威廉波登,一名提倡美国核武优势的狂热分子;以及奥斯卡奖入围者汤姆康提(《蝙蝠侠:黑暗骑士崛起》)饰演阿尔伯特爱因斯坦。