В 1942 году, в разгар войны, Лаврентий Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду выдающихся ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача кажется почти невыполнимой из-за ограниченных сроков и сложных условий. Под руководством Игоря Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, где собираются лучшие умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: амбициозного и уверенного в себе Фролова, который ранее сделал важное открытие в области спонтанного деления ядра, и талантливого радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних Дел касательно Фролова и Карповой, запрос Курчатова удовлетворяют. Параллельно с этим, советская разведка предпринимает усилия для получения необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно доставляет в СССР критически важные сведения об атомном проекте союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в мире после войны.
