В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сделать это в военное время и практически мгновенно кажется почти невозможным.
Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. В неё съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы к работе подключили двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Их кандидатуры вызывают сомнения в НКВД, но Курчатову дают добро. Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом vital научные данные. Бывший физик и возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, успешно передаёт в СССР критически важные сведения о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу необходимо срочно догнать США и Великобританию, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.