1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую миссию — в кратчайшие сроки собрать группу специалистов для создания атомного оружия. Война усложняет всё, но под началом Игоря Курчатова в столице открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются светлейшие головы страны.
Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, совершившего прорыв в ядерных исследованиях, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их допускают к работе. Параллельно разведка добывает зарубежные наработки — бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передаёт СССР критически важные сведения. Теперь гонка за ядерный паритет с Америкой и Британией становится вопросом будущего.
