В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется невозможным. В Москве под началом Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны.
Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и Карповой — радиохимика, отбывающей ссылку. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в проект. Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь главная цель — нагнать США и Британию, чтобы обеспечить баланс сил после войны.