1942 год. Берия ставит перед Всеволодом Замятиным задачу собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и сжатых сроков это кажется почти невозможным. Под руководством Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2, в которую входят выдающиеся умы страны. Курчатов настаивает на привлечении дерзкого Фролова, первооткрывателя спонтанного деления ядра, и радиохимика Карповой, находящейся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет информацию за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и любовница Фролова, удачно передает в СССР важнейшие данные об атомном проекте союзников. Это открытие становится поворотным моментом, ведь Советскому Союзу необходимо догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире. Напряжение нарастает, и судьба страны висит на волоске.