В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях войны и жёстких сроков это кажется почти невозможным.
Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. В неё приглашают лучших специалистов страны. Курчатов настаивает, чтобы к работе подключили двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Их кандидатуры вызывают сомнения в НКВД, но Курчатову уступают. Параллельно разведка добывает за рубежом vital информацию. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, передаёт в СССР ключевые данные по атомной программе союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно сравняться в ядерных разработках с США и Великобританией для сохранения будущего баланса сил.