В 1942 году, в разгар войны, Лаврентий Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать группу выдающихся ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта задача кажется почти невыполнимой из-за ограниченных сроков и военной обстановки. В Москве под руководством Игоря Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которой трудятся лучшие специалисты со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьбу Курчатова удовлетворяют. Параллельно советская разведка активизирует свои усилия по добыче научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные данные о ядерных исследованиях союзников. Теперь Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в мире после войны.
