В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идет война, и успех кажется почти невозможным.
Под началом Курчатова в Москве формируется секретная Лаборатория №2. Туда приглашают лучших специалистов страны. Курчатов настаивает, чтобы к работе подключили двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом нужные данные. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, переправляет в СССР ценнейшие сведения об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Великобританией.