1942 год. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в кратчайшие сроки собрать группу специалистов для создания атомного оружия. Война в разгаре, ресурсов катастрофически не хватает, но отступать нельзя. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие ученые страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но вспыльчивого физика Фролова, совершившего прорыв в изучении ядерных реакций, и опальной радиохимички Карповой, отбывающей ссылку. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки — бывшая ученая, а теперь агент Екатерина Лазарева, передает в Союз ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР нужно успеть за США и Британией, чтобы в грядущем мире не остаться беззащитным.