В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: создать группу учёных для разработки советской атомной бомбы. В условиях войны и жёстких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется сверхсекретная 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 ищет зарубежные данные по атомной теме. Бывший физик Екатерина Лазарева, некогда любимая Фроловым, успешно передаёт в Союз ценнейшие сведения о разработках союзников. Теперь СССР приходится навёрстывать упущенное, чтобы догнать США и Великобританию и обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.