В 1942 году, в самый разгар Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ведущих ученых для создания первой советской атомной бомбы. Это задание кажется почти невыполнимым, учитывая сжатые сроки и военные условия. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2, которая объединяет выдающихся специалистов со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, отбывающую ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно Фролова и Карповой, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка предпринимает усилия по получению необходимой научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные данные о союзническом атомном проекте. Теперь Советский Союз стоит перед задачей догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.
