В 1942 году, в самый разгар Великой Отечественной войны, Лаврентий Берия поручает ответственную и почти невыполнимую задачу своему заместителю Всеволоду Замятину: собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Среди выбранных Курчатовым специалистов оказываются дерзкий исследователь Фролов и талантливая радиохимик Карпова, находящаяся в ссылке. Несмотря на вопросы со стороны НКВД, их участие в проекте становится важной его частью.
В Москве создается тайная Лаборатория №2, где лучшие умы Союза трудятся над атомным проектом. В это время советская разведка активно ищет научные данные за рубежом. Агент Екатерина Лазарева, физик и одновременно возлюбленная Фролова, добывает критически важную информацию о разработках союзников и передает её в СССР.
