Действие разворачивается в разгар Второй мировой войны, когда ключевой задачей становится создание первой советской атомной бомбы. Всеволод Замятин, заместитель Лаврентия Берии, получает задание собрать команду лучших ученых страны для разработки этого проекта. Несмотря на громадные трудности и сжатые сроки, начинается работа в секретной Лаборатории №2 под руководством Игоря Курчатова. Команда состоит из выдающихся специалистов, среди которых выделяются два спорных, но крайне ценных участника: Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и Карпова, находящаяся в ссылке. Их включение в проект вызывает неоднозначные отзывы, но решено довериться интуиции Курчатова. Между тем, советская разведка предпринимает решительные шаги для получения научной информации от союзников. Агент Екатерина Лазарева, имеющая личные отношения с Фроловым, успешно переправляет в Союз критически важные данные. Проект обретает новый импульс, и перед страной встаёт задача стремительного достижения ядерного паритета в послевоенном миропорядке.