1942 год. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: в кратчайшие сроки собрать группу ученых для разработки атомной бомбы. В условиях войны это кажется невозможным, но в Москве уже формируется секретная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова.
Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных специалистов: талантливого, но резкого физика Фролова и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные секреты — бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет в послевоенном мире.
