1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: в кратчайшие сроки собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Война в разгаре, ресурсы ограничены, но отступать нельзя. В Москве открывается засекреченная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова. Он настаивает на привлечении двух неоднозначных специалистов — талантливого, но резкого физика Фролова и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно разведка добывает зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает в СССР ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерный паритет с США и Британией — от этого зависит будущее послевоенного мира.