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 почти невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда привлекают ведущих специалистов страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их все же допускают к работе.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки по атомной программе. Бывшая возлюбленная Фролова, физик Екатерина Лазарева, успешно передает в СССР критически важные данные об исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерным паритетом с США и Великобританией, чтобы обеспечить безопасность в послевоенном мире.