В 1942 году, в разгар мировой войны, Берия дает поручение своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду выдающихся ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта задача кажется почти нереальной из-за ограниченных сроков и военных условий. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которую привлекаются ведущие специалисты со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: амбициозного и уверенного в себе Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел насчет Фролова и Карповой, решение о их включении в проект принимается положительно. В это же время советская разведка активно занимается сбором необходимых научных данных за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важную информацию о ядерных разработках союзников. С этого момента Советский Союз оказывается перед необходимостью догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.