1942 год. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным почти невозможную задачу — в разгар войны и в предельно сжатые сроки собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Под началом Игоря Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда стягиваются лучшие научные кадры со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и талантливой радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных разработок. Ключевую роль в этой операции играет агент Екатерина Лазарева — бывший физик и давняя любовь Фролова. Ей удается передать в СССР критически важные сведения об атомной программе союзников. С этого момента для Советского Союза начинается напряженная гонка за ядерный паритет с Великобританией и США, от исхода которой будет зависеть баланс сил в послевоенном мире.
