1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки минимальные, условия тяжелые, но альтернативы нет. В Москве формируется засекреченная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова. Он настаивает на привлечении двух неоднозначных специалистов: талантливого, но резкого физика Фролова, совершившего важное открытие, и сосланной в Казахстан радиохимика Карпову. 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.