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 — миссия кажется нереальной.
Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. В неё съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных личностей: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Их кандидатуры вызывают споры в НКВД, но учёному удаётся настоять на своём. Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом vital information. Бывший физик и возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, успешно передаёт в Союз ценнейшие данные по атомной программе союзников. Теперь СССР необходимо нагнать США и Великобританию, чтобы добиться ядерного паритета в грядущем послевоенном мире.