В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Задача эта кажется практически невыполнимой: война в разгаре, а времени крайне мало. В Москве, под руководством Курчатова, начинает работу секретная Лаборатория №2, в которую входят выдающиеся умы со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: дерзкого и уверенного в себе Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, сосланную в Казахстан. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка стремится получить критически важные научные данные из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и любовь Фролова, успешно передает в СССР ключевую информацию о союзническом атомном проекте. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в мире после войны.