В 1942 году, в самый разгар войны, Берия дает поручение своему заместителю Всеволоду Замятину организовать команду ученых для создания первой атомной бомбы в Советском Союзе. Воплотить этот план в жизнь в столь сложное время представляется практически невозможным. В Москве, под руководством Игоря Курчатова, начинает свою деятельность засекреченная Лаборатория №2, в которой собираются выдающиеся умы со всех уголков СССР. Курчатов настоятельно рекомендует Замятину включить в проект двух специалистов: самоуверенного и дерзкого Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, пребывавшую в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно этих кандидатур, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка предпринимает усилия для получения необходимых научных сведений за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает СССР ключевую информацию об атомных разработках союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в мире после войны.