В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу. Нужно собрать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Сроки сжатые, идёт война, но выбора нет.
Игорь Курчатов, руководящий секретной Лабораторией №2 в Москве, настаивает на кандидатурах двух специалистов. Это дерзкий физик Фролов, открывший спонтанное деление ядра, и сосланный в Казахстан радиохимик Карпова. Их утверждают, несмотря на вопросы НКВД. Параллельно разведка добыёт за рубежом vital информацию. Агент Екатерина Лазарева, физик по образованию и прошлая любовь Фролова, передаёт в Союз ценнейшие данные. Теперь СССР нужно нагнать США и Великобританию, чтобы добиться ядерного паритета в грядущем мире после войны.
