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 — миссия кажется нереальной.
Под началом Курчатова в Москве формируется секретная Лаборатория №2. В неё съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы в команду взяли двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в проект. Параллельно советская разведка добыёт за рубежом vital данные. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и прошлая любовь Фролова, передаёт ценнейшие сведения об атомных разработках союзников. Теперь СССР должен догнать США и Великобританию, чтобы добиться ядерного паритета в грядущем послевоенном мире.