1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, ресурсов не хватает. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда отбирают самых талантливых специалистов страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: гениального, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и опальной радиохимика Карповой, сосланной в Казахстан. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно разведка добывает зарубежные наработки — бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь Советам предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.