В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину организовать коллектив ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача кажется почти невыполнимой, особенно в условиях военного времени и жестких сроков. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, где собираются выдающиеся ученые со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: самоуверенного Фролова, ранее открывшего явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на то, что Фролов и Карпова вызывают сомнения в Наркомате внутренних дел, их участие утверждают. В это время советская разведка активизирует усилия по получению необходимой научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, доставляет в СССР ключевые сведения об атомных исследованиях союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
