1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания советской атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, ресурсов не хватает. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда свозят лучших специалистов страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и опальной радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Параллельно разведка добывает зарубежные секреты — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР критически важные данные об атомных разработках союзников. Теперь Советам предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.