1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед замом Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки сжатые, условия тяжелые, но другого выбора нет. В Москве под началом Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: самоуверенного физика Фролова, открывшего деление ядра, и ссыльной радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные данные — бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР ключевую информацию. Теперь главная цель — нагнать США и Британию, чтобы обеспечить равновесие сил после войны.