В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжаты, идёт война, и шансы на успех кажутся призрачными. Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная 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 работу.
Параллельно советская разведка активно ищет доступ к зарубежным атомным секретам. Бывший физик Екатерина Лазарева, некогда близкая с Фроловым, успешно передаёт в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь у Советского Союза появляется реальная возможность сравняться с США и Великобританией в ядерной гонке и обеспечить баланс сил в грядущем послевоенном мире.