Film semi-documentaire en noir et blanc, qui utilise des images d'archive par moment, et où la plupart des protagonistes jouent leur propre rôle dans les passages tournés, commenté par une voix off, non spectaculaire même si avec un certain sens du suspens (très éloigné du style plus classique et héroïque des "Héros de Télémark" sur le même thème, côté britannique dans les années 60).

Le film passionne le public d'après guerre, notamment pour son côté quasi documentaire (qu'on qualifierait sans doute de docu-fiction de nos jours), d'un fait de résistance réussi (un peu à l'image du succès de "La bataille du rail" en 1946 et des deux parties de "Bataillon du ciel" en 1947).
Et sorti en février, son succès est immédiat, sur seulement l'année 1948 il attire déjà 3 960 772 spectateurs, second de l'année calendaire.
A février 1949, c'est 4 105 256 entrées, et après 24 mois d'exploitation, "La bataille de l'eau lourde" cumule déjà 4 623 040 entrées, plus gros succès sur cette durée d'exploitation des films sortis en 1948.
Neuf ans après sa sortie, fin 1956, il cumule 4 889 664 entrées, désormais troisième des sorties de 1948.
Fin 1959, il atteint 5 014 550 entrées, soit 124 886 entrées de plus en trois ans.
Et il est repris au début des années 60, ajoutant en 1960 encore 51 205 entrées, puis en 1961 c'est 141 654 entrées de plus, complétées par 81 883 entrées en 1962; il cumule alors 5 289 292 entrées.