В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. В условиях войны и жёстких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы в команду вошли двое: самоуверенный физик Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и сосланный в Казахстан радиохимик Карпова. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе.
Параллельно советская разведка активно ищет за рубежом научные данные по атомной теме. Бывший физик Екатерина Лазарева, некогда близкая с Фроловым, успешно передаёт в СССР ценнейшие сведения о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.