В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идет война, и успех кажется почти невозможным. В Москве под руководством Курчатова формируется секретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их утверждают.
Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом научные материалы по атомной теме. Бывший физик Екатерина Лазарева, а теперь агент и бывшая возлюбленная Фролова, успешно переправляет в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.