1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, но под началом Игоря Курчатова в Москве формируется засекреченная Лаборатория №2. В нее привлекают самых талантливых специалистов со всей страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки — бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает критически важные данные. Теперь СССР нужно успеть за США и Британией, чтобы обеспечить баланс сил после войны.