В разгар 1942 года, в сложной обстановке войны, Берия дает задание своему заместителю Всеволоду Замятину — собрать выдающихся ученых для создания первой атомной бомбы в СССР. Это амбициозная и почти невыполнимая задача, учитывая ограниченные сроки. Под руководством Курчатова в Москве начинает свою деятельность засекреченная Лаборатория №2, куда привлекаются ведущие специалисты со всех уголков Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: смелого и уверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая была сослана в Казахстан. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел касательно Фролова и Карповой, их участие в проекте было одобрено. В то же время советская разведка активно занимается сбором важной научной информации за границей. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные сведения об атомных разработках союзников. Теперь Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный баланс в мире после войны.