La France s'empare du stock d'eau lourde norvégien, indispensable à la maîtrise de la fission, avant les Allemands. Face à l'avancée des troupes d'Hitler, les Joliot-Curie quittent Paris avec leurs recherches. Irène part en sanatorium, et Frédéric finit par revenir dans la capitale. Protégé par un collègue allemand, il sauve son laboratoire et rejoint la Résistance. Arrêté puis libéré, il apprend le retard des recherches allemandes sur la bombe, alors que les Etats-Unis découvrent le plutonium.