В 1942 году Берия поручает заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для разработки первой атомной бомбы в СССР. Задание это крайне сложное, учитывая, что идет война, и сроки поджимают. Под руководством Курчатова в Москве начинает свою деятельность секретная Лаборатория №2, где работают выдающиеся ученые со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух специалистов: самоуверенного Фролова, известного благодаря открытию спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьбу Курчатова удовлетворяют. Одновременно советская разведка предпринимает усилия для получения необходимой научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ценные данные о ядерных исследованиях союзников. С этого момента для Советского Союза становится критически важным сократить разрыв с Великобританией и США в атомной гонке, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.
