В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки немыслимо сжаты, идёт война, но приказ не обсуждается. Под началом Игоря Курчатова в Москве организуется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает, чтобы в команду вошли два неоднозначных человека: гениальный, но резкий физик Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и талантливый радиохимик Карпова, находящаяся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в проект.
Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом vital information об атомных разработках. Ключевую роль играет агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова. Ей удаётся передать в СССР ценнейшие данные от союзников. Теперь у Советского Союза появляется шанс достичь ядерного паритета с США и Великобританией, чтобы обеспечить безопасность в грядущем послевоенном мире.
