1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать группу ученых для разработки первой советской ядерной бомбы. Это сложная задача, учитывая военное время и ограниченные сроки. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, куда приглашаются ведущие специалисты со всего Союза. Курчатов настаивает на участии в проекте двух ученых: амбициозного и уверенного в себе Фролова, который открыл явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел по поводу этих персон, решение в пользу Курчатова принимается. В это время советская разведка активно работает над получением ценной научной информации из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомных разработках союзников. С этого момента Советский Союз должен догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.