В 1942 году, в разгар войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для создания первой атомной бомбы в СССР. Это сложнейшая задача, учитывая ограниченные сроки и военные условия. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которой собираются ведущие умы Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, их участие одобрено. Параллельно с этим, советская разведка предпринимает усилия для получения критически важной информации из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и близкая подруга Фролова, успешно передает в СССР ключевые сведения о ядерных разработках союзников. Теперь задача Советского Союза — догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.