В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны. Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и опальной радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым личными отношениями, передает в СССР ключевые данные о ядерных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Великобританией, от которого будет зависеть послевоенный миропорядок.