為了重建片中20世紀初、1940年代的背景，當時劇組選擇在新墨西哥州聖塔菲（Santa Fe）北方的一處農場，當作片中核子實驗所的場景，在長達數個月的前製作業結束後，演員們就前往該處報到拍攝。拍片時，每個演員都被鼓勵穿著戲服到場，但不鼓勵攜帶任何現代設備（如手機等），因此全體都非常投入。但是如此一來，也讓很多人過度入戲，例如入圍奧斯卡最佳男主角的席林墨菲，就被麥特戴蒙形容為史上最爛飯友，因為在飯桌上都講不到幾句話，滿腦袋都在想著劇情。
「對啊，為我一直都是那種人，讓我想想看。」席林墨菲回應：「因為對我來說，在拍攝現場的時間是有限的，儘管對我來說這已經算很長了，一般來說大約10個小時左右吧。在另一方面，你要保持活力，才能演出那些台詞。」畢竟當一整天都耗盡力氣在講完那些很多專有名詞、還要講得很頭頭是道之後，他覺得自己已經沒有多餘的精力去應付其他的事情，「對我來說，還有一件很重要的就是睡覺。我喜歡睡覺，我需要睡覺。沒錯，當時腦袋裡真的沒有多餘的空間，...你只想盡可能多睡一點。」
但是他強調之後跟麥特戴蒙真的有一起吃過好幾次飯，他們的互動都很正常，跟拍戲時絕對不同。《奧本海默》的另外一位演員，小勞勃道尼（Rober Downey Jr.）則談到席林墨菲為了拍戲的專注投入，「是我這輩子頭一次看過這麼犧牲的男主角。」他記得拍戲時碰上一個3天的空檔，大家都約好要去聖塔菲附近逛一逛古董店，順口問席林墨菲要不要一起去，「他回答我們，『喔，我還有3萬個荷蘭文單字要學。你們去自己玩吧。』」
