1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу специалистов для создания атомной бомбы. Война, нехватка ресурсов, жёсткие сроки — кажется, это невозможно. Но в Москве уже открывается засекреченная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова. Туда съезжаются выдающиеся учёные со всей страны.
Курчатов настаивает на кандидатурах двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные секреты — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передаёт СССР ключевые данные об атомных разработках союзников. Теперь Советам нужно успеть за США и Британией, чтобы в грядущем мире не остаться без ядерного щита.