В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идёт война – миссия кажется нереальной. В Москве под началом Курчатова формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает, чтобы в команду взяли двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, его поддерживают. Параллельно разведка добывает за рубежом vital information. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и прошлая любовь Фролова, переправляет в СССР ценнейшие данные о разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно сравняться в ядерном могуществе с США и Великобританией для будущего равновесия сил.