1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, ресурсов не хватает. В Москве под началом Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но вспыльчивого Фролова, открывшего деление ядра, и Карповой — радиохимика, отбывающей ссылку. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно разведка добывает зарубежные разработки. Бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерным паритетом в послевоенном мире.