В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжаты, идёт война — миссия кажется нереальной. Под началом Курчатова в Москве организуют сверхсекретную Лабораторию №2, куда 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 допускают к работе. Параллельно разведка добывает за рубежом ценнейшие данные. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и прошлая любовь Фролова, передаёт в СССР секреты атомного проекта союзников. Теперь Советскому Союзу нужно нагнать США и Великобританию, чтобы добиться ядерного паритета в грядущем мире после войны.
