1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомного оружия. Сроки сжаты, ресурсы ограничены, но под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. В нее вошли лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных личностей: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и опальной радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Тем временем советская разведка добывает зарубежные наработки — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР критически важные данные. Теперь Советам предстоит гонка за ядерным паритетом с США и Британией.