1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — создать группу ученых для разработки атомной бомбы. Сроки поджимают, ресурсов не хватает, но отступать нельзя. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но своенравного физика Фролова, открывшего деление ядра, и опальной радиохимика Карповой, сосланной в Казахстан. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно советская разведка добывает зарубежные секреты — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает в СССР ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР нужно наверстать отставание от США и Британии, чтобы в грядущем мире сохранить баланс сил.