1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую миссию — в кратчайшие сроки собрать группу специалистов для создания советской атомной бомбы. В условиях войны это кажется невозможным, но в Москве уже формируется засекреченная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова.
Ученый настаивает на участии 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 Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР критически важные сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР нужно успеть за США и Британией, чтобы не отстать в гонке за ядерный паритет.