В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идёт война, но приказ не обсуждается.
Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. В неё приглашают лучших специалистов. Курчатов настаивает на включении в команду двух человек: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и талантливого радиохимика Карпову, находящейся в ссылке. Их кандидатуры вызывают споры, но учёный добивается своего. Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом необходимые данные. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, успешно передаёт в СССР ценнейшие сведения об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.