1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным почти невозможную задачу — в кратчайшие сроки сформировать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Под руководством Игоря Курчатова в Москве организуется сверхсекретная Лаборатория №2, куда стягиваются лучшие научные кадры со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных специалистов: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящейся в ссылке радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных атомных секретов. Ключевую роль в этой операции играет агент Екатерина Лазарева — бывший физик и давняя любовь Фролова. Благодаря ее усилиям в СССР поступают ценнейшие данные о ядерных разработках союзников. С этого момента начинается напряженная гонка, где Советскому Союзу предстоит наверстать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в будущем послевоенном мире.
