В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать группу ученых для разработки первой атомной бомбы в Советском Союзе. Задача невероятно сложная, особенно в условиях войны и жестких временных ограничений. В Москве, под руководством Курчатова, начинает свою деятельность засекреченная Лаборатория №2, куда приглашаются ведущие специалисты со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух ученых: смелого и уверенного в себе Фролова, который сделал открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в Казахстане в ссылке. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка прилагает усилия для получения критически важной научной информации из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и давняя возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные о ядерных проектах союзников. С этого момента Советский Союз должен поспешить, чтобы догнать Великобританию и США в достижении ядерного паритета в послевоенном мире.