В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Задача кажется практически невыполнимой, особенно в разгар войны и в условиях ограниченных временных рамок. В Москве, под руководством Курчатова, начинает свою деятельность засекреченная Лаборатория №2, где работают выдающиеся специалисты со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которую ранее сослали в Казахстан. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно этих кандидатов, просьба Курчатова удовлетворена. В то же время советская разведка активно занимается получением необходимой научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые сведения о разработках атомного оружия союзников. Теперь Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.