В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину организовать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача кажется почти невозможной, учитывая, что работа должна быть выполнена в разгар войны и в очень сжатые сроки. В Москве под руководством Курчатова начинает действовать секретная Лаборатория №2, где собираются лучшие специалисты со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух особенных ученых: уверенного в себе Фролова, который сделал важное открытие о спонтанном делении ядра, и радиохимика Карповой, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка занимается сбором необходимых научных данных за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевую информацию об атомных разработках союзных держав. Это событие ставит перед Советским Союзом задачу догнать Великобританию и США в гонке за ядерным паритетом в послевоенном мире.
