1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — создать группу ученых для разработки атомного оружия. Сроки катастрофически сжаты, ресурсы ограничены. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда стягивают ведущих специалистов со всей страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и опальной радиохимички Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные наработки — бывшая физик Екатерина Лазарева, некогда близкая с Фроловым, передает СССР ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советам предстоит гонка за ядерным паритетом в послевоенном мире.