В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идёт война — миссия кажется нереальной. В Москве под началом Курчатова организуется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы в команду взяли двух человек: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в работу.
Параллельно советская разведка активно ищет доступ к зарубежным атомным секретам. Бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, успешно передаёт в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь у Советского Союза появляется шанс сравняться с США и Великобританией в ядерной гонке и обеспечить безопасность в послевоенном мире.