В разгар войны, в 1942 году, Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Сжатые сроки и военные условия делают эту миссию почти невыполнимой. Под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется секретная Лаборатория №2, куда привлекают лучших специалистов со всей страны. Курчатов настаивает на включении в проект двух неоднозначных фигур: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящейся в ссылке радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных разработок. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные данные об атомных проектах союзников. С этого момента Советский Союз вступает в напряженную гонку, стремясь достичь ядерного паритета с Великобританией и США, что должно определить баланс сил в послевоенном мире.
