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 необходимо выполнить.
Под началом Курчатова в Москве формируется секретная Лаборатория №2. В неё приглашают лучших специалистов. Курчатов настаивает, чтобы в команду вошли два человека: самоуверенный физик Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и талантливая радиохимик Карпова, находящаяся в ссылке. Их кандидатуры вызывают споры, но учёный добивается своего. Параллельно советская разведка активно добывает за рубежом ценнейшие сведения. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и прошлая любовь Фролова, передаёт в Союз критически важные данные. Теперь СССР должен любой ценой догнать США и Великобританию, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем мире после победы.