Летом 1943 года советскому руководству становится известно о достижениях немецких физиков по созданию атомной бомбы. Задание завладеть секретной информацией о создании нового вида оружия, способного изменить ход войны, получает советский агент, действующий под прикрытием, Франс Хартман. Начинается сложная многоходовая операция. Хартман вовлекает в неё шефа немецкой разведки Вальтера Шелленберга, в поле зрения которого находится немецкий научный гений Вернер Гейзенберг. В действие вступает также гестапо и приставляет к Хартману «сотрудницу германского МИДа» Дори. В это же время в Москве под руководством талантливого физика Игоря Курчатова активизируется работа по советскому атомному проекту. Чтобы победить врага и нейтрализовать ядерный шантаж союзников, учёным и руководству страны предстоит сделать невозможное — в кратчайшие сроки от фундаментальных исследований «шагнуть в практику».