В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это было почти невыполнимой задачей во время войны и в условиях жестких временных ограничений. В Москве под руководством Курчатова начинает свою работу секретная Лаборатория №2, где собираются выдающиеся умы со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: амбициозного и уверенного в себе Фролова, который открыл явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Хотя Фролов и Карпова вызывают сомнения у Наркомата Внутренних дел, просьбу Курчатова решено удовлетворить. В это же время советская разведка активно работает над получением необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.