В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжаты, идет война, и успех кажется почти невозможным. В Москве под началом Курчатова формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных личностей: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на вопросы НКВД, их допускают к работе. Параллельно советская разведка активно добывает зарубежные данные. Бывшему физику и агенту Екатерине Лазаревой, некогда близкой с Фроловым, удается переправить в СССР ценнейшие сведения о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать ядерный разрыв с США и Великобританией.