1942 год. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в кратчайшие сроки сформировать коллектив ученых для создания первой советской атомной бомбы. В разгар войны эта миссия кажется почти невыполнимой. Под руководством Игоря Курчатова в Москве начинает свою деятельность сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие научные умы со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных специалистов: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящейся в ссылке радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, просьба гениального ученого была удовлетворена.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных разработок. Бывшему физику Екатерине Лазаревой, когда-то связанной с Фроловым романтическими отношениями, удается передать в СССР ценнейшие сведения об атомных проектах союзников. С этого момента начинается напряженная гонка, где Советскому Союзу предстоит наверстать отставание от Великобритании и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.
