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, совершившего важное открытие, и сосланной в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка активно ищет зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, физик Екатерина Лазарева, успешно добывает ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР должен успеть за США и Британией, чтобы обеспечить баланс сил в грядущем послевоенном мире.