В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это задание почти невыполнимо в условиях войны и ограниченных сроков. Под руководством Курчатова в Москве начинает работу тайная Лаборатория №2, в которой объединяются лучшие умы со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, открывшего ранее спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно работает над получением необходимой научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США для достижения ядерного баланса в послевоенном мире.
