В конце 1980-х журналистка оренбургской газеты Надежда Келлер узнает о смерти отца Бориса, с которым давно не общалась. На похоронах она находит его записи о 1954 годе, когда в Оренбургской области готовились Тоцкие учения с применением ядерного оружия. Надя замечает, что многие местные жители умерли слишком рано, и берется за материал, хотя обычно пишет для редакции о быте.
Параллельно разворачиваются события в Светлановке 1954 года. Борис Келлер живет там с женой Анной и маленькой Надей, преподает в школе и сотрудничает с местной газетой. Узнав о предстоящих учениях, он пытается увезти семью из деревни.
В Светлановку приезжают студентки Шура и Нюра, которым поручено скупать у жителей скот и фиксировать результаты учений. Среди участников подготовки оказывается фронтовой знакомый Бориса, фотограф Вениамин Краснов, считающий операцию необходимой. Расследование Нади выводит ее к истории семьи и последствиям испытаний на полигоне.