В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется почти невозможным. В Москве под началом Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и Карповой — радиохимика, сосланной в Казахстан. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает СССР ключевые данные о ядерных исследованиях союзников. Теперь СССР нужно успеть за США и Британией, чтобы не отстать в гонке за атомное оружие.