Jojima est un policier qui s'est fixé comme but de mettre fin aux activités du truand Ryuichi. Mais quand il voit que le seul moyen de sauver sa fille, atteinte d'une maladie mortelle, est de réclamer l'aide d'un caïd yakuza afin de payer l'opération, Jojima n'hésite pas et pactise avec l'ennemi. De son côté, Ryuichi a également des problèmes familiaux : son petit frère, de retour des Etats-Unis où il était parti étudier, réalise soudainement que l'argent qui a financé sa formation provient d'actions criminelles. La tension et la rage vont aller crescendo...
"Fukushima 50" est basé sur le livre de Ryusho Kadota, intitulé "On the Brink: l'histoire intérieure de Fukushima Daiichi", et raconte les séquelles du grand séisme dans l'est du Japon, du tsunami et des effondrements qui ont suivi à la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. Le film suit les 50 travailleurs courageux - y compris le superviseur de quart Isaki (Koichi Sato) et le surintendant de site Yoshida (Ken Watanabe) - qui ont risqué leur vie et sont restés à l'usine pour empêcher la destruction totale des réacteurs en surchauffe et minimiser les dégâts.