1942 год. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в разгар войны собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях острой нехватки времени и ресурсов эта миссия кажется почти невозможной. Под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда привлекают выдающихся специалистов со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящейся в ссылке радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных разработок. Особую роль в этой операции играет агент Екатерина Лазарева — бывший физик и некогда близкий человек Фролова. Ей удается передать в СССР ценнейшие сведения об атомных проектах союзников. С этого момента начинается напряженная гонка, где Советский Союз должен наверстать отставание от Великобритании и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.
