В 1942 году Лаврентий Берия дает своему заместителю Всеволоду Замятину сложнейшее поручение: создать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Сроки немыслимо сжаты, а страна ведет тяжелейшую войну. В Москве под руководством Игоря Курчатова организуется сверхсекретная Лаборатория №2, куда привлекают самых талантливых специалистов.
Курчатов настаивает на включении в команду двух человек: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на вопросы НКВД, их допускают к работе. Параллельно советская разведка добывает за рубежом vital intelligence. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ценнейшие данные об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.