В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача кажется почти невыполнимой, особенно в условиях военного времени и ограниченных сроков. В Москве, под руководством Курчатова, начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которую входят лучшие ученые со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух специалистов: дерзкого и самоуверенного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел о Фролове и Карповой, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно с этим советская разведка активизируется для получения необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, передает в СССР ключевые данные о зарубежных атомных проектах союзников. Теперь Советский Союз должен догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.
