В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки немыслимо сжаты, идёт война, но приказ не обсуждается.
Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. Он лично просит включить в команду двух специалистов: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и талантливую радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке. Разведка активно помогает проекту. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, передаёт из-за рубежа бесценные данные об атомных разработках союзников. Теперь СССР должен любой ценой достичь ядерного паритета.