В 1942 году, в разгар военных действий, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ведущих ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта задача, требующая быстрого выполнения, кажется почти невозможной. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, где собираются лучшие интеллектуальные силы из разных уголков Союза. Курчатов настоятельно рекомендует Замятину привлечь к проекту двух специалистов: смелого и самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая пребывает в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно Фролова и Карповой, просьба Курчатова принимается. Параллельно с этим, советская разведка активно занимается сбором необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важнейшие данные о ядерных разработках союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.