В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания советской атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется невозможным. Однако в Москве уже формируется засекреченная Лаборатория №2 под началом Игоря Курчатова. Он настаивает на привлечении двух неоднозначных специалистов: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и опальной радиохимика Карпову, отбывающей ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные разработки. Ключевую роль играет агент Екатерина Лазарева — бывший физик и близкая знакомая Фролова. Благодаря ей СССР получает секретные данные об атомных исследованиях союзников. Теперь главная цель — нагнать США и Великобританию, чтобы обеспечить баланс сил в грядущем послевоенном мире.