1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным почти невозможную задачу — в кратчайшие сроки создать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Под началом Игоря Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящейся в ссылке радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры утверждаются.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных материалов. Ключевую роль в этой операции играет агент Екатерина Лазарева — бывший физик и давняя любовь Фролова. Ей удается передать в СССР критически важные сведения об атомных разработках союзников. С этого момента Советский Союз вступает в напряженную гонку с Великобританией и США, стремясь достичь ядерного паритета для обеспечения безопасности в послевоенном мире.
