1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую миссию — собрать группу специалистов для создания атомного оружия. В условиях войны и жёстких сроков это кажется невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие учёные страны. Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передаёт в СССР критически важные сведения о ядерной программе союзников. Теперь СССР должен успеть за США и Британией — от этого зависит будущий баланс сил в мире.