«Атом» погружает нас в 1943 год, когда, несмотря на войну, внутри страны кипела научная работа. Исследователи совершали открытия, а руководство стремилось применить их для стратегических целей. Всеволод Замятин получает задание: собрать группу учёных для разработки первой атомной бомбы. Так начинается работа секретной лаборатории.

В центре событий — Курчатов, возглавляющий команду. Он настаивает на привлечении талантливого, но непокорного физика Фролова и радиохимика Карповой, ранее отправленной в изгнание. Несмотря на сопротивление начальства, их доставляют в лабораторию. Благодаря усилиям агента Лазаревой, группа получает важные данные о зарубежном проекте. Теперь перед ними стоит задача: опередить Великобританию и США, используя эти сведения, чтобы создать мощное оружие и изменить ход истории.

Пушкин — молод, амбициозен и популярен: он блистает на балах, его обожают толпы поклонников, а сердца девушек трепещут от его внимания. Однако ни влиятельные покровители, ни преданные друзья, ни слава не способны уберечь его от ударов судьбы — ссылок, дуэлей, нищеты.

Всё меняется, когда он встречает её — ту самую, что становится смыслом его жизни и его роковой страстью. Она освещает его путь, но вместе с тем привносит новые испытания в его непростую судьбу.