В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания советской атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда привлекают самых талантливых специалистов страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и ссыльной радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР ключевые данные об атомной программе союзников. Теперь Советам предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.