В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать коллектив ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и жестких временных рамок задача кажется почти невыполнимой. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, куда привлекаются лучшие специалисты со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в команду двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, который сделал открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел в отношении Фролова и Карповой, решение Курчатова поддерживается. В то же время советская разведка стремится добыть необходимую информацию за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые сведения о ядерных разработках союзников. С этого момента Советский Союз должен догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
