Latem 1943 roku radzieckie kierownictwo dowiedziało się o osiągnięciach niemieckich fizyków w pracach nad bombą atomową. Zadanie zdobycia tajnych informacji o stworzeniu nowego rodzaju broni, która może zmienić przebieg wojny, powierzono radzieckiemu agentowi działającemu pod przykrywką, Fransowi Hartmannowi. Rozpoczyna się złożona, wielowątkowa operacja. Hartman wciąga do niej szefa niemieckiego wywiadu, Waltera Schellenberga, którego uwagę przyciąga niemiecki geniusz naukowy Werner Heisenberg. Do akcji wkracza również Gestapo, przydzielając Hartmanowi „pracownicę niemieckiego Ministerstwa Spraw Zagranicznych”, Dori. W tym samym czasie w Moskwie, pod kierownictwem utalentowanego fizyka Igora Kurchatova, nabierają tempa prace nad radzieckim projektem atomowym.