В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача, стоящая перед ними в условиях войны и ограниченного времени, кажется почти невыполнимой. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, куда приглашаются ведущие специалисты со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двоих ученых: самоуверенного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел по поводу этих кандидатов, их участие в проекте утверждается. В то же время советская разведка предпринимает усилия, чтобы получить необходимую научную информацию из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные о ядерных разработках союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы в послевоенное время достичь ядерного паритета.
