В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях военного времени и сжатых сроков эта задача кажется почти невыполнимой. В Москве под руководством Курчатова начинает свою деятельность секретная Лаборатория №2, куда приглашаются ведущие научные умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на участии в проекте двух специалистов: дерзкого и уверенного в себе Фролова, открывшего ранее спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения со стороны Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворена. Параллельно советская разведка предпринимает усилия для получения необходимых научных данных за границей. Благодаря агенту Екатерине Лазаревой, бывшему физику и возлюбленной Фролова, удается переправить в СССР важнейшую информацию об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догонять Великобританию и США, чтобы установить ядерный баланс в послевоенном мире.