В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта задача представляется почти невыполнимой, учитывая, что ее нужно выполнить в разгар войны и в сжатые сроки. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, где собираются лучшие умы со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух выдающихся ученых: дерзкого и амбициозного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьбу Курчатова решают удовлетворить. В это время советская разведка активно работает над получением зарубежной научной информации для проекта. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, сумела передать в СССР ключевые данные по атомному проекту союзников. Теперь Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.