В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать группу талантливых ученых для создания первой советской атомной бомбы. Это оказывается чрезвычайно сложной задачей, учитывая, что работа должна быть выполнена в разгар войны и в крайне сжатые сроки. Под началом Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, где собираются выдающиеся умы со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект дерзкого и самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, пребывающую в ссылке в Казахстане. Хотя эти кандидатуры вызывают сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворена. В то же время советская разведка активно пытается заполучить необходимую научную информацию из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные данные об атомных исследованиях союзников. Теперь Советский Союз должен догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
