В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для разработки атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков это кажется невозможным. В Москве под началом Игоря Курчатова формируется засекреченная Лаборатория №2, куда привлекают ведущих специалистов страны. Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду.
Параллельно советская разведка добывает зарубежные секреты. Бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает в СССР ценнейшие сведения о ядерных разработках союзников. Теперь СССР приходится спешно сокращать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить баланс сил в грядущем послевоенном мире.