1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — создать группу ученых для разработки атомной бомбы. Сжатые сроки и военные условия делают миссию почти невозможной. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении 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. Параллельно советская разведка добывает зарубежные данные. Бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает в СССР ключевую информацию об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР нужно успеть за США и Британией, чтобы обеспечить баланс сил после войны.