В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, собрать группу ученых, чтобы разработать первую советскую атомную бомбу. Эта задача, стоящая перед ними в разгар войны и в условиях нехватки времени, кажется почти невыполнимой. В Москве, под руководством Курчатова, начинает функционировать секретная Лаборатория №2, куда приглашаются ведущие умы со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: амбициозного и самоуверенного Фролова, ранее сделавшего открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на вопросы, возникшие в Наркомате Внутренних дел по поводу Фролова и Карповой, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно с этим советская разведка предпринимает усилия по получению необходимой научной информации из-за рубежа. Агента Екатерину Лазареву, в прошлом физика и возлюбленную Фролова, удается передать в СССР критически важные данные о ядерных разработках союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит спешить, чтобы догнать Великобританию и США и установить ядерный паритет в послевоенной обстановке.