В 1942 году, в разгар Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду учёных для разработки первой советской атомной бомбы. Задача эта кажется невыполнимой: война в самом разгаре, а сроки поджимают.
Под руководством Курчатова в Москве начинает действовать секретная Лаборатория №2, где должны собраться лучшие умы Советского Союза. Однако, несмотря на все риски, Курчатову удаётся включить в проект двух учёных, которые вызывают сомнения в Наркомате Внутренних дел: дерзкого и самоуверенного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане.
Пока в лаборатории решаются научные задачи, советская разведка работает в тесном контакте с учёными, добывая информацию о ядерных разработках союзников. Екатерина Лазарева, бывшая возлюбленная Фролова, становится агентом и передаёт важнейшие данные, которые могут изменить ход атомной гонки.
«Атом» — это исторический триллер, который исследует не только технологическое противостояние, но и сложные моральные выборы, с которыми сталкиваются учёные и разведчики. Сюжет поднимает вопросы о цене знаний, власти и о том, на что готовы пойти люди ради достижения равновесия в мире, где каждое открытие может стать оружием.