В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идёт война — миссия кажется нереальной.
Под началом Курчатова в Москве формируется секретная Лаборатория №2. В неё съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух ярких личностей: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Их кандидатуры вызывают споры в НКВД, но учёный добивается своего. Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом vital information. Бывший физик и возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, успешно передаёт в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать ядерный разрыв с США и Великобританией, чтобы обеспечить равновесие в грядущем послевоенном мире.