1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу – собрать группу ученых для создания советской атомной бомбы. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны. Несмотря на возражения НКВД, Курчатов добивается включения в команду двух неординарных личностей: талантливого, но своенравного физика Фролова и опальной радиохимички Карповой, отбывавшей ссылку в казахстанских степях.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыванию зарубежных ядерных секретов. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, успешно переправляет в СССР ценнейшие сведения об атомной программе союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит новая глобальная цель – в кратчайшие сроки ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить стратегический паритет в грядущем послевоенном мире.