1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, но под началом Курчатова в Москве формируется засекреченная Лаборатория №2. В нее отбирают самых талантливых специалистов со всей страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь Советам предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.