В 1942 году, на фоне Второй мировой войны, Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложную задачу — собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. На фоне ограниченного времени и военной напряженности это кажется почти невозможным. В Москве начинает свою работу секретная Лаборатория №2 под руководством Курчатова, в которую вливаются лучшие научные умы СССР. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух ученых: дерзкого Фролова, известного открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения со стороны Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова исполняется. Параллельно с этим советская разведка прикладывает усилия для получения необходимой научной информации о работах союзников. Агент Екатерина Лазарева, ранее занимавшаяся физикой и имевшая роман с Фроловым, удачно передает в СССР критически важные данные об атомном проекте. Это становится отправной точкой для Советского Союза, стремящегося догнать Великобританию и США в создании ядерного равновесия в послевоенном мире.