В 1942 году Берия поручает Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и сжатых сроков задача кажется почти невыполнимой. Под руководством Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2, в которую входят ведущие специалисты страны. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух ученых: амбициозного Фролова, ранее исследовавшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет научные данные за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, передает в СССР критически важную информацию о ядерном проекте союзников. Это становится поворотным моментом, так как Советскому Союзу необходимо обогнать Великобританию и США для достижения ядерного равновесия в послевоенном мире.
