1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки поджимают, ресурсов не хватает, но в Москве уже открывается засекреченная Лаборатория №2. Ее возглавляет Игорь Курчатов, который настаивает на привлечении двух неоднозначных специалистов: талантливого, но резкого физика Фролова и сосланной в Казахстан радиохимички Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает в Союз ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР нужно в кратчайшие сроки сравняться с США и Британией, чтобы обеспечить безопасность в грядущем послевоенном мире.