1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки сжатые, условия тяжелые, но выбора нет. В Москве открывается засекреченная Лаборатория №2 во главе с Курчатовым. Он настаивает на привлечении двух неоднозначных специалистов: талантливого, но резкого физика Фролова и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает в Союз ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь СССР должен успеть за США и Британией, чтобы в будущем мире сохранить баланс сил. Гонка за ядерным оружием началась.