В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях войны и жёстких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под руководством Курчатова формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда привлекают лучших специалистов страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных личностей: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их утверждают. Параллельно разведка добывает за рубежом vital информацию. Бывший физик и агент Екатерина Лазарева, чья судьба связана с Фроловым, передаёт в СССР ключевые данные по атомной программе союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно достичь ядерного паритета с США и Великобританией для равновесия в грядущем послевоенном мире.