В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идёт война, но приказ не обсуждается.
Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. Курчатов настаивает на включении в команду двух специалистов: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Их кандидатуры вызывают споры в НКВД, но учёному удаётся настоять на своём. Параллельно советская разведка добывает за рубежом vital information. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, успешно передаёт в СССР ценнейшие данные об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно ликвидировать ядерный разрыв с США и Великобританией.