«Девять дней одного года» рассказывают о жизни трёх молодых физиков-ядерщиков: гения не от мира сего Дмитрия Гусева (Алексей Баталов), циничного теоретика Ильи Куликова (Иннокентий Смоктуновский) и их возлюбленной Лёли (Татьяна Лаврова). Фильм разбит на девять эпизодов, каждый из которых изображает события одного дня. В первый день в результате сложного опыта, необходимого для получения мирной термоядерной реакции, сильно облучаются Гусев и пожилой физик профессор Синцов (Николай Плотников). Синцов явно словил смертельную дозу. Он возлагает на Гусева продолжение исследования. Второй день показывает выписку Гусева из московской больницы. Он скрыл от врача, что это уже второе сильное облучение в его жизни. Гусев, Лёля и Куликов едут в ресторан. Мужчины ведут разговоры о роли науки, о войне. Лёля выбирает между ними. Недавно она сделала предложение Илье, но при виде подвижнического энтузиазма Димы, делает предложение уже ему. Третий день показывает свадьбу Лёли и Димы в закрытом физическом городке. Четвёртый день изображает мучения Лёли в бытовой жизни с новым мужем, которым ничем не интересуется, кроме науки, и похоже, ему не очень нужна Лёля. На пятый день в городок по приглашению Димы приезжает Илья. Дима получает сильный поток нейтронов, его поздравляет весь институт. Один только Илья знает, что во время опыта Дима ещё раз облучился. Шестой день демонстрирует, что прогресса в исследованиях нет, пучок нейтронов не контролируется. Седьмой день чета физиков проводит в деревне, где родился Дима. Мать его не дождалась, отца волнует вопрос, делал ли его сын бомбу. Половину восьмого дня Дима проводит дома. Он уже тяжело болен. Илья взял в руки его проект. Илья и Лёля скрывают от Димы, что новая установка не приблизила их к мирному термояду. Во второй половине дня Дима узнаёт правду. Лёля пытается выяснить, действительно ли она была ему нужна весь этот год, не пропала ли даром её жертва. На девятый день Дима ложится в клинику. Он хочет, чтобы ему сделали операцию по пересадке костного мозга. Пока только ставились опыты на собаках, и каждая вторая умирала. Дима нашёл донора — увлечённого медика, которого заинтересовал случай Димы. За несколько часов до операции Дима весел, порывается пойти и друзьями в ресторан.
«Девять дней одного года» сняты в преддверии страшного Карибского кризиса, поставившего мир на грань ядерной войны. Посыл фильма «День, когда Земля остановилась» не был услышан. Одной из основных тем фильма является моральная сторона подобных научных исследований, проблема тесного сотрудничества науки и военного дела в двадцатом веке. Это постоянно обсуждают Дима и Илья, а также двое сотрудников института, которых играют Евгений Евстигнеев и Михаил Козаков. Тема науки, которой отдают жизни, порой заслоняет собой человеческие проблемы героев. Татьяна Лаврова неглубоко разыгрывает любовную линию, превращая её почти в формальную. Она вообще слабо смотрится, зажатая двумя великими актёрами: Смоктуновским и Баталовым. Ромм практически вычеркнул из фильма быт, снял картину в предельно минималистских декорациях — голых стенах квартиры Гусевых и бесконечных тёмных коридорах института. Всё это вместе с отсутствием музыки, хорошим движением камеры и выверенными мизансценами работает на создание особого цельного стиля. Интересно, что при этом первая треть фильма наполнена яркими и запоминающимися юмористическими диалогами. В итоге получилась весьма интересная и оригинальная шестидесятническая драма.
