В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это задание, поставленное на фоне войны и с жесткими временными рамками, кажется почти невозможным. Под руководством Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2, куда привлекаются лучшие умы страны. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: наглого и самоуверенного Фролова, который ранее открыл спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, решение Курчатова принимается. Параллельно советская разведка занимается сбором важной научной информации из-за границы. Екатерина Лазарева, бывшая физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные данные об атомном проекте союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы достичь ядерного равновесия в послевоенном мире.