В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется невозможным. Однако в Москве уже формируется Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова, куда съезжаются талантливые специалисты со всей страны.
Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных фигур: физика Фролова, известного открытием спонтанного деления 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, связанная с Фроловым, передает СССР ключевые данные об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.