В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется невозможным. Однако в Москве уже формируется секретная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова. Он настаивает на участии двух неоднозначных специалистов: талантливого, но резкого 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 разработки. Ключевую роль играет Екатерина Лазарева — бывший физик и близкая знакомая Фролова. Ей удается передать ценнейшие сведения о ядерных исследованиях союзников. Теперь СССР приходится спешно сокращать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить безопасность в грядущем послевоенном мире.