Лето 1943 года. Советская разведка получает тревожные сведения: в нацистской Германии ведутся секретные работы по созданию атомной бомбы. Чтобы добыть критически важную информацию, в самое логово врага, в Берлин, отправляется опытный агент Франс Хартман, действующий под безупречной легендой. Его главной целью становится проникновение в круг ученых и вербовка ценных источников, для чего он решается на опасную игру с шефом немецкой разведки.
Однако тщательно спланированная операция неожиданно усложняется, когда Хартман встречает Дори, сотрудницу германского МИДа. Эта встреча грозит разрушить не только его профессиональную выдержку, но и саму легенду, ставя под угрозу всю миссию. Пока разведчик балансирует на грани провала, в Москве, получив его первые донесения, ученые под руководством Курчатова в авральном режиме пытаются догнать врага, переводя теоретические наработки в практическую плоскость. Гонка, в которой ставка — будущее всего мира, вступает в решающую фазу.