В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Работа в военное время и жёсткие сроки делают миссию почти невозможной. В Москве под началом Курчатова открывается засекреченная 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 проект. Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом научные материалы. Бывший физик и агент Екатерина Лазарева, некогда близкая с Фроловым, передаёт в СССР ценнейшие данные. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать США и Великобританию, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.