1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, ресурсов не хватает, но отступать нельзя. В Москве формируется засекреченная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова. Он настаивает на привлечении двух неоднозначных специалистов: талантливого, но резкого физика Фролова и сосланной в Казахстан радиохимика Карпову.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает в Союз ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР должен успеть за США и Британией, чтобы после войны не остаться беззащитным перед новой угрозой. Гонка за ядерное превосходство началась.