1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в кратчайшие сроки собрать группу специалистов для разработки советской атомной бомбы. Война усложняет всё, но под началом Игоря Курчатова в Москве формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие ученые страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные секреты — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР критически важные сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь главная цель — наверстать отставание от США и Британии, чтобы обеспечить баланс сил после войны.