В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идет война — миссия кажется нереальной. В Москве под руководством Курчатова формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов настаивает на включении в команду двух ярких личностей: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и талантливого радиохимика Карпову, находящейся в ссылке. Несмотря на вопросы НКВД, их утверждают. Параллельно разведка добывает за рубежом vital информацию. Бывший физик Екатерина Лазарева, чья судьба связана с Фроловым, передает в СССР ценнейшие данные. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать США и Великобританию, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем мире.