1942 год. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в кратчайшие сроки сформировать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях военного времени эта миссия кажется почти неосуществимой. Под началом Игоря Курчатова в Москве организуется сверхсекретная Лаборатория №2, куда стекаются лучшие научные кадры со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных специалистов: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящейся в ссылке радиохимика Карпову. 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 для Советского Союза начинается напряженная гонка за достижение ядерного паритета с Великобританией и США, что должно определить баланс сил в послевоенном мире.
