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 Игоря Курчатова в Москве организуется сверхсекретная Лаборатория №2. В неё съезжаются лучшие специалисты страны.
Курчатов лично просит включить в команду двух человек: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланную в Казахстан радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их утверждают. Параллельно разведка добывает данные за рубежом. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и бывшая любовь Фролова, передаёт в СССР ценнейшие сведения об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу критически важно сравняться в ядерной гонке с США и Великобританией.