В разгар войны, в 1942 году, Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу – организовать группу ученых для создания атомной бомбы. Времени катастрофически мало, но в Москве уже формируется засекреченная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова. Он настаивает на привлечении к работе двух специалистов: талантливого, но резкого физика Фролова, известного открытием спонтанного деления ядра, и опальной радиохимика Карповой, отбывающей ссылку. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно советские разведчики добывают за рубежом ценнейшие сведения. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, переправляет в СССР секретные материалы об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерным паритетом с Америкой и Британией.