В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжаты, идёт война — миссия кажется нереальной. В Москве под началом Курчатова формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает, чтобы в команду взяли двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Параллельно советская разведка активно добывает зарубежные данные. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и прошлая любовь Фролова, передаёт в Союз ценнейшие сведения об атомных разработках союзников. Теперь СССР должен успеть за США и Великобританией, чтобы в грядущем мире установился ядерный паритет.