В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. В условиях войны и жёсткого дедлайна это кажется почти невозможным. 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, его просьбу удовлетворяют.
Параллельно советская разведка активно ищет за рубежом ценнейшие научные материалы. Бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то любившая Фролова, будучи агентом, успешно переправляет в СССР критически важные данные по атомной программе союзников. Теперь Советскому Союзу нужно любой ценой догнать США и Великобританию, чтобы в грядущем послевоенном мире установить хрупкий ядерный паритет.