В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта задача оказывается крайне сложной из-за её срочности и времени войны. В Москве под руководством Курчатова стартует работа секретной Лаборатории №2, в которую входят ведущие специалисты со всех уголков Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух выдающихся ученых: смелого и уверенного в себе Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, сосланную в Казахстан. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Тем временем советская разведка стремится заполучить важные научные сведения из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и близкий человек Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомных наработках западных союзников. Теперь Советский Союз должен догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.