В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжаты, идёт война, и успех кажется почти невозможным. В Москве под началом Курчатова открывается секретная Лаборатория №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 включают в работу.
Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом научные материалы по атомной теме. Бывший физик Екатерина Лазарева, которая когда-то была близка с Фроловым, передаёт в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы в грядущем послевоенном мире установить ядерный паритет.