1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую миссию — в кратчайшие сроки собрать группу специалистов для создания атомного оружия. Война бушует, ресурсов катастрофически не хватает, но отступать нельзя. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие ученые страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, совершившего прорыв в ядерных исследованиях, и опальной радиохимички Карповой, отбывающей ссылку в степях Казахстана. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно разведка добывает зарубежные секреты — бывшая ученая Екатерина Лазарева, когда-то близкая с Фроловым, передает СССР критически важные сведения о разработках союзников. Теперь СССР должен успеть за конкурентами, иначе после войны баланс сил окажется под угрозой.