В 1942 году, в разгар Великой Отечественной войны, Берия дает указание своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду выдающихся ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта амбициозная задача кажется почти невыполнимой из-за сжатых сроков. Под руководством Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2, объединяющая лучшие научные умы со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух специалистов: самоуверенного Фролова, который совершил прорыв в области спонтанного деления ядер, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения со стороны Наркомата Внутренних дел относительно этих двух кандидатов, просьба Курчатова получает одобрение. Одновременно с этим советская разведка активизирует усилия по получению необходимой научной информации из-за рубежа. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые сведения о ядерных разработках союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить стратегический ядерный паритет в послевоенном мире.