1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Выполнить эту задачу в разгар войны и в короткие сроки почти невозможно. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, куда привлекают ведущих специалистов со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в Казахстане в ссылке. Хотя НКВД сомневается в этих кандидатурах, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка стремится заполучить необходимую научную информацию из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу необходимо догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.
