1942-й. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — собрать группу ученых для создания атомной бомбы. Война в разгаре, сроки минимальные, но отступать нельзя. В Москве под началом Игоря Курчатова открывается засекреченная Лаборатория №2, куда съезжаются ведущие специалисты страны.
Курчатов настаивает на привлечении двух неоднозначных фигур: гениального, но вспыльчивого физика Фролова и талантливой радиохимички Карповой, отбывающей ссылку. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Параллельно разведка добывает зарубежные разработки — бывшая возлюбленная Фролова, агент Екатерина Лазарева, передает СССР критически важные сведения. Теперь главная цель — нагнать США и Британию, чтобы обеспечить безопасность в грядущей послевоенной реальности.