В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки немыслимо сжаты, идёт война, но приказ не обсуждается. Под началом Игоря Курчатова в Москве организуется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы в команду вошли двое: самоуверенный физик Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и сосланный в Казахстан радиохимик Карпова. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе.
Параллельно советская разведка активно ищет доступ к зарубежным атомным секретам. Бывший физик Екатерина Лазарева, некогда близкая с Фроловым, успешно передаёт в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь у Советского Союза появляется шанс достичь ядерного паритета с США и Великобританией в грядущем послевоенном мире.