В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для разработки первой атомной бомбы в Советском Союзе. Задача чрезвычайно сложная, особенно в условиях войны и ограниченного времени. В Москве под руководством Курчатова начинает действовать засекреченная Лаборатория №2, куда приглашаются ведущие ученые страны. Курчатов настаивает на включении в проект дерзкого и самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, а также радиохимика Карпову, находящуюся в Казахстане в изгнании. Хотя кандидатуры Фролова и Карповой вызывают сомнения у Наркомата Внутренних дел, требования Курчатова удовлетворяются. Тем временем советская разведка активно занимается сбором иностранных научных данных, необходимых для проекта. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные сведения о зарубежных атомных исследованиях. Теперь Советский Союз стоит перед задачей догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный баланс в послевоенном мире.
