В 1942 году Берия поручает заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача, особенно в условиях войны и сжатых сроков, кажется почти невозможной. Под руководством Курчатова в Москве начинает действовать секретная Лаборатория №2, где собираются выдающиеся умы из разных уголков Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: смелого и самоуверенного Фролова, открывшего ранее спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел по поводу Фролова и Карповой, просьба Курчатова получает одобрение. В это время советская разведка активно работает над получением необходимых научных данных из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные сведения об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерное равновесие в мире после войны.
