В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идёт война, но выбор падает на лучшие умы страны. Под началом Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2.
Курчатов настаивает, чтобы в команду вошли два неоднозначных специалиста: самоуверенный физик Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и сосланный в Казахстан радиохимик Карпова. Несмотря на вопросы НКВД, их включают в проект. Параллельно советская разведка добыёт за рубежом vital information. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, передаёт в СССР ценнейшие данные. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать США и Великобританию, чтобы добиться ядерного паритета в грядущем послевоенном мире.