1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки сжатые, условия тяжелые, но другого выхода нет. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и опальной радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает за рубежом ценнейшие сведения — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР данные об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.