1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу специалистов для разработки советской атомной бомбы. В условиях войны и жёстких сроков это кажется невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова создаётся засекреченная Лаборатория №2, куда привлекают ведущих учёных страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: физика Фролова, известного открытием спонтанного деления ядра, и ссыльную радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Тем временем разведка добывает зарубежные данные. Бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передаёт СССР ключевую информацию о ядерных разработках союзников. Теперь главная цель — наверстать отставание от США и Британии, чтобы обеспечить баланс сил после войны.