В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Несмотря на то, что идет война и сроки крайне сжаты, эта задача кажется почти невозможной. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, куда привлекаются ведущие умы со всего Союза. Курчатов настаивает, чтобы Замятин включил в проект двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, ранее открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Хотя их кандидатуры вызывают вопросы в Наркомате внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворена. В то же время советская разведка стремится заполучить необходимую научную информацию за рубежом. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные данные об атомном проекте союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.
