В 1942 году, в самый разгар войны, Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным почти невозможную задачу. Нужно собрать группу учёных и в кратчайшие сроки создать первую советскую атомную бомбу. Под началом Игоря Курчатова в Москве открывается сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает, чтобы в команду взяли двух неоднозначных личностей: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на вопросы НКВД, их допускают к работе. Параллельно советская разведка добывает за рубежом vital information. Бывшему физику и агенту Екатерине Лазаревой, некогда близкой с Фроловым, удаётся переправить в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет.