1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для разработки атомного оружия. Сроки катастрофически сжаты, но под руководством Игоря Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2. Туда привлекают лучших специалистов со всей страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Тем временем разведка добывает зарубежные данные — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советам предстоит гонка за ядерный паритет в послевоенном мире.