1942-й. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомного оружия. В условиях войны и жестких сроков это кажется невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда привлекают ведущих специалистов страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и ссыльной радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывший физик и возлюбленная Фролова, Екатерина Лазарева, передает в СССР ключевые данные об атомной программе союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.