В 1942-м Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжаты, идёт война, и шансы на успех кажутся призрачными. 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 добывает за рубежом нужные данные. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, успешно передаёт в СССР ценнейшие сведения о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Великобританией.
