1942 год. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным почти невозможную задачу — в разгар войны и в предельно сжатые сроки собрать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие научные умы страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и талантливого радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, просьба гениального ученого удовлетворяется.
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. Ей удается передать в СССР бесценные данные об атомных разработках союзников. С этого момента начинается напряженная гонка, где Советскому Союзу предстоит наверстать отставание от Великобритании и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в будущем послевоенном мире.
