1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу специалистов для создания атомного оружия. Сроки катастрофически сжаты, ресурсов не хватает, но отступать нельзя. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие ученые страны.
Курчатов настаивает на привлечении к работе двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, совершившего прорыв в изучении ядерных реакций, и опальной радиохимика Карпову, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные разработки — бывшая ученая Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР ценнейшие сведения о ядерной программе союзников. Теперь главная цель — не отстать от США и Британии в гонке за атомное превосходство.