1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: в кратчайшие сроки собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Война бушует, ресурсы ограничены, но отступать нельзя. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются талантливые специалисты со всей страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур — физика Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и ссыльной радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные разработки: бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь главная цель — нагнать США и Британию, чтобы после войны сохранить баланс сил.