1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки минимальные, условия тяжелые, но выбора нет. В Москве открывается засекреченная Лаборатория №2 во главе с Курчатовым. Туда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и Карповой, работающей в казахстанской ссылке. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные данные. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Лазарева, передает СССР ценнейшие сведения о разработках союзников. Теперь главная цель — не отстать от США и Британии в гонке за ядерное оружие.