1942-й. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Война в разгаре, сроки минимальные, шансы на успех кажутся призрачными. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает в СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь главная цель — нагнать США и Британию, чтобы обеспечить баланс сил после войны.