В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания советской атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда привлекают самых талантливых специалистов страны. Курчатов настаивает на участии 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. Ключевую роль играет агент Екатерина Лазарева — бывший физик и бывшая любовь Фролова. Ей удается переправить в СССР секретные материалы по атомному проекту союзников. Теперь Советский Союз должен успеть за США и Британией, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.
