1942 год. В разгар войны Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Сроки катастрофически сжаты, ресурсов не хватает, но под началом Игоря Курчатова в Москве формируется засекреченная Лаборатория №2. В нее попадают лучшие специалисты страны, включая двух неоднозначных кандидатов: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего деление ядра, и опальную радиохимика Карпову, отбывавшую ссылку в степях Казахстана.
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 будущий мировой порядок.