1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу специалистов для создания атомного оружия. В условиях войны и острой нехватки времени это кажется почти невозможным. Вскоре в столице открывается засекреченная Лаборатория №2 во главе с Игорем Курчатовым. Туда съезжаются ведущие ученые страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, переправляет в СССР ценнейшие сведения о ядерных исследованиях союзников. Теперь Советам предстоит гонка за паритет с США и Британией в грядущем послевоенном мире.
