1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину создать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это почти невозможно сделать в разгар войны и в очень сжатые сроки. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которую входят лучшие умы со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух ученых: уверенного в себе Фролова, который ранее открыл явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, вынужденную находиться в ссылке в Казахстане. Хотя Наркомат Внутренних дел высказывает сомнения по поводу Фролова и Карповой, просьба Курчатова все же выполняется. Тем временем советская разведка активно работает над получением необходимых научных данных из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает важные сведения о проекте союзников в СССР. С этой точки Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
