В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идёт война, но приказ не обсуждается.
Под началом Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2. В неё свозят лучших специалистов. Курчатов настаивает на включении в команду двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Разведка активно подключается: агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая возлюбленная Фролова, переправляет из-за рубежа бесценные данные. Теперь СССР должен любой ценой догнать США и Великобританию в ядерной гонке.