В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжаты, идёт война, и успех кажется почти невозможным. В Москве под началом Курчатова открывается секретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, его поддерживают.
Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом научные материалы по атомной теме. Бывший физик Екатерина Лазарева, некогда близкая с Фроловым, передаёт в СССР ценнейшие сведения о разработках союзников. Теперь Советский Союз должен любой ценой сравняться в ядерных технологиях с США и Великобританией, чтобы обеспечить баланс сил в грядущем послевоенном мире.