В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в кратчайшие сроки создать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях военного времени эта миссия кажется почти неосуществимой. Под началом Игоря Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда стягиваются лучшие научные кадры со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных специалистов: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящейся в ссылке радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных атомных секретов. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и давняя возлюбленная Фролова, успешно переправляет в СССР ценнейшие сведения о ядерных разработках союзников. С этого момента начинается напряженная гонка — Советскому Союзу предстоит наверстать отставание от Великобритании и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.
