1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Задача практически невыполнимая из-за войны и ограниченных сроков. В Москве под руководством Курчатова начинает свою работу секретная Лаборатория №2, куда привлекаются выдающиеся умы со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, который ранее открыл спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на вопросы, возникающие в Наркомате Внутренних дел, просьбу Курчатова решено удовлетворить. В это время советская разведка активно добывает необходимую научную информацию за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомном проекте союзников. Теперь Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы восстановить ядерное равновесие в послевоенном мире.