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 – миссия кажется нереальной.
Под началом Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2. Туда приглашают лучших специалистов страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух человек: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их утверждают. Параллельно разведка добывает за рубежом vital информацию. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, передает в СССР ключевые данные об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу нужно догнать США и Великобританию, чтобы добиться ядерного паритета в грядущем послевоенном мире.