1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки сжаты, ресурсов мало, но Курчатов берется за дело. В Москве формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого Фролова, открывшего 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, передает СССР ключевые данные. Теперь главная цель — нагнать США и Британию, чтобы обеспечить безопасность после войны.