В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжаты, идёт война, но приказ не обсуждается. Под началом Игоря Курчатова в Москве организуется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы к работе подключили двух неоднозначных, но блестящих учёных: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом ценнейшие научные материалы. Ключевую роль в этом играет агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова. Благодаря её усилиям в СССР попадают данные об атомных разработках союзников. Теперь у Советского Союза появляется шанс достичь ядерного паритета с США и Великобританией в грядущем послевоенном мире.
