В разгар войны, в 1942 году, Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу – создать группу ученых для разработки атомного оружия. Несмотря на военное время и жесткие сроки, в Москве организуют секретную Лабораторию №2 под началом Игоря Курчатова.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных специалистов – физика Фролова, известного своим открытием, и сосланной радиохимика Карповой. Хотя их кандидатуры вызывают сомнения у НКВД, разрешение все же дают. Тем временем советская разведка добывает зарубежные секреты – бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает ценнейшие сведения о ядерных исследованиях союзников. Теперь СССР должен успеть за США и Британией, чтобы не отстать в гонке за атомное превосходство.