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 необходимо выполнить.
Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. В неё свозят лучших специалистов страны. Курчатов настаивает, чтобы в команду вошли два человека: самоуверенный физик Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и талантливый радиохимик Карпова, находящаяся в ссылке. Их кандидатуры вызывают споры, но учёному удаётся настоять на своём. Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом vital information. Бывший физик и возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, успешно передаёт в СССР ценнейшие данные об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.