В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки немыслимо сжаты, идёт война, но приказ не обсуждается. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы к работе подключили двух неоднозначных личностей: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом ценнейшие научные материалы. Ключевую роль играет агент Екатерина Лазарева, бывший физик и некогда возлюбленная Фролова. Благодаря ей в СССР попадают крайне важные данные о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.
