1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в кратчайшие сроки собрать группу специалистов для создания атомной бомбы. Казалось бы, в таких условиях это невозможно, но под началом Игоря Курчатова в Москве открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие ученые страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и опальной радиохимички Карповой, сосланной в Казахстан. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно разведка добывает зарубежные разработки — бывший физик и возлюбленная Фролова, Екатерина Лазарева, передает СССР ключевые данные об атомной программе союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.