1942-й. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки поджимают, ресурсов не хватает, но в Москве уже открывается засекреченная Лаборатория №2. Игорь Курчатов, возглавивший проект, 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 разведка добывает зарубежные разработки. Бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает в СССР ценнейшие сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит гонка за ядерным паритетом — от исхода этой спецоперации зависит будущее послевоенного мира.