1942-й. Лаврентий Берия ставит перед своим замом Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу специалистов для разработки атомного оружия. Война в разгаре, сроки мизерные, но выбора нет. В Москве под началом Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда свозят светил науки со всей страны.
Курчатов настаивает на кандидатурах двух ученых: блестящего, но резкого Фролова, открывшего деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно разведка добывает зарубежные наработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, переправляет в СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР нужно успеть за США и Британией — ядерный паритет станет залогом влияния в грядущем мире.
