1942-й. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется невозможным. В Москве под началом Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем советская разведка добывает зарубежные разработки — бывший физик и любовь Фролова, Екатерина Лазарева, передает СССР ключевые данные об атомной программе союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.