В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину организовать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Это задание, данное в разгар войны и требующее быстрого исполнения, кажется почти невыполнимым. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать тайная Лаборатория №2, в которой работают лучшие умы со всего Советского Союза. Курчатов уговаривает Замятина включить в проект двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на вопросы в Наркомате Внутренних дел, просьбу Курчатова удовлетворяют. В то же время советская разведка делает все возможное, чтобы получить необходимые научные сведения из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные данные об атомных разработках союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы в послевоенное время достичь ядерного паритета.
