В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Работать приходится в тяжелейших военных условиях и в невероятно сжатые сроки. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы в команду вошли двое учёных: самоуверенный физик Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и талантливый радиохимик Карпова, находящаяся в ссылке. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в проект.
Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом научные материалы по атомной теме. Бывший физик и возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, успешно передаёт в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.
