В 1942 году Берия поручает своему помощнику Всеволоду Замятину сформировать группу выдающихся ученых для разработки первой атомной бомбы в СССР. Это задание предстоит выполнить в условиях войны и в чрезвычайно сжатые сроки, что делает его практически невыполнимым. В Москве, под руководством Курчатова, начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которой собраны ведущие специалисты со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: самоуверенного и дерзкого Фролова, ранее открывшего явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, отбывающую ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно Фролова и Карповой, просьбу Курчатова решено удовлетворить. Параллельно советская разведка стремится получить за рубежом важные научные сведения, необходимые для проекта. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно доставляет в СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. С этого момента Советский Союз вынужден стремиться догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенной мировой политике.