В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и ограниченного времени это кажется почти невозможной задачей. Под руководством Курчатова в Москве начинает свою работу секретная Лаборатория №2, где собираются лучшие специалисты со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух спорных ученых: дерзкого Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения со стороны Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка активно работает над сбором необходимых научных данных из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывшая физик и возлюбленная Фролова, удается передать в СССР ключевую информацию о ядерном проекте союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США для достижения ядерного равновесия в послевоенном мире.
