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 под началом Игоря 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 опальной радиохимички Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает за рубежом ценные сведения об атомных разработках. Ключевую роль играет Екатерина Лазарева — бывший физик и бывшая возлюбленная Фролова. Ей удается передать в СССР секретные данные о проекте союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерным паритетом с США и Великобританией, от которого будет зависеть баланс сил после войны.
