В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под началом Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны. Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, отбывавшую ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Ключевую роль играет Екатерина Лазарева — бывший физик и близкая Фролову женщина. Ей удается переправить в СССР ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советский Союз должен успеть за США и Великобританией, чтобы обеспечить баланс сил в грядущем послевоенном мире.