Radium Girls, 1920'lerin Amerika'sında geçiyor. Genç bir kadın olan Bessie, ablası Jo ile birlikte Amerikan Radyumu fabrikasında çalışıyor. Fabrikada, saat kadranlarını radyumla boyuyorlar ve bu işin tehlikelerinden habersizler. Bessie'nin ablası Jo, bir süre sonra hastalanıyor ve doktorlar ona frengi teşhisi koyuyor. Ancak Bessie, ablasının hastalığının iş yerindeki radyumdan kaynaklandığını düşünüyor ve bu durumu araştırmaya başlıyor.

Bessie, ablasının ölümünden sonra diğer işçi kadınlarla birlikte şirketin karşısına çıkmaya karar veriyor. Kadınlar, radyumun tehlikeleri hakkında bilgi edinmeye çalışıyor ve bu süreçte birçok zorlukla karşılaşıyorlar. Bessie, bir avukatla iletişime geçiyor ve diğer işçi kadınlarla birlikte şirket aleyhine dava açıyor. Bu dava, kadınların haklarını savunma mücadelesinde önemli bir adım oluyor.