1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в кратчайшие сроки собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Война в разгаре, ресурсов катастрофически не хватает, но отступать нельзя. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда свозят самых талантливых специалистов страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: блестящего, но своенравного физика Фролова, совершившего прорыв в изучении ядерных реакций, и опальной радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в степях Казахстана. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно разведка добывает зарубежные разработки — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией.