В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для разработки атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда привлекают ведущих специалистов страны. Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных фигур: талантливого, но своенравного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, отбывавшую ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка активно ищет зарубежные данные по атомным технологиям. Бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, успешно передает в СССР ценнейшие сведения о разработках союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит новая цель — наверстать отстание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем послевоенном мире.