1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу специалистов для создания атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, но под началом Игоря Курчатова в Москве формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие ученые страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные разработки — бывший физик и возлюбленная Фролова Екатерина Лазарева передает СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.