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, и многие считают эту миссию нереальной. Под началом Игоря Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2. Туда приглашают лучших специалистов со всей страны.
Курчатов просит включить в команду двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, его поддерживают. Параллельно разведка добыет за рубежом ценнейшие данные. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и прошлая любовь Фролова, передает СССР секреты атомного проекта союзников. Теперь Советскому Союзу нужно срочно сравняться с США и Великобританией, чтобы обеспечить ядерный паритет в грядущем мире после войны.