1942 год. В разгар тяжелейших военных испытаний Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным почти невозможную задачу — в кратчайшие сроки создать коллектив ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда стягиваются ярчайшие научные силы со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных специалистов: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и талантливого радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно с научными изысканиями советская разведка разворачивает масштабную операцию по добыче зарубежных атомных секретов. Ключевую роль в этом играет агент Екатерина Лазарева — бывший физик и давняя возлюбленная Фролова. Благодаря ее усилиям в СССР поступают ценнейшие сведения о ядерных разработках союзников. С этого момента начинается напряженная гонка, где Советскому Союзу предстоит наверстать отставание от Великобритании и США, чтобы обеспечить стратегический паритет в грядущем послевоенном мире.
