Dans cette Histoire alternative et rétrofuturiste, la progression inexorable de la technologie a donné naissance à des machines terrifiantes et à des créatures mutantes qui se sont toutes soudainement rebellées contre leurs créateurs. Ce qui était un monde de merveilles et de perfection s'est avéré n'être qu'une illusion cachant de sombres secrets enfouis au cœur du site 3826.

L'édition Ultimate comprend le jeu Atomic Heart de base, l'Atomic Pass, les packs de skins d'armes Golden Age et Labor & Science, ainsi qu'un artbook numérique.