В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это амбициозное задание нужно выполнить в условиях войны и в сжатые сроки, что делает его практически невыполнимым. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которую приглашаются лучшие специалисты со всего Союза. Курчатов настойчиво убеждает Замятина включить в проект двух ученых: самоуверенного Фролова, ранее открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на опасения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка активно ищет ценную научную информацию за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, удачно передает в СССР ключевые данные о ядерном проекте союзников. С этого момента Советскому Союзу необходимо настигнуть Великобританию и США, чтобы добиться ядерного равенства в послевоенном мире.