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. Курчатов настаивает на включении в команду двух ярких специалистов: самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Их кандидатуры вызывают споры, но учёный убеждает руководство. Параллельно разведка добывает за рубежом ценнейшие данные. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и прошлая любовь Фролова, передаёт в СССР секреты атомного проекта союзников. Теперь Советскому Союзу жизненно важно ликвидировать ядерный разрыв с США и Великобританией.