1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, но под началом Игоря Курчатова в Москве формируется засекреченная Лаборатория №2. Туда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: гениального, но резкого физика Фролова, открывшего деление ядра, и талантливой радиохимика Карповой, отбывающей ссылку. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно разведка добывает зарубежные секреты — бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает СССР ключевые данные об атомных разработках союзников. Теперь главная цель — нагнать США и Британию, чтобы обеспечить безопасность в грядущем мире.
