В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется невозможным. Однако в Москве уже формируется секретная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова. Он настаивает на привлечении двух неоднозначных специалистов: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего деление ядра, и опальной радиохимика Карпову, отбывающей ссылку. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные секреты. Бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает СССР ключевую информацию об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерным паритетом с США и Британией, от которого зависит будущий мировой порядок.