В 1942 году, amid the turmoil of war, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Это амбициозное задание необходимо выполнить в короткие сроки, что кажется почти невозможным. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, куда привлекаются лучшие умы страны. Курчатов настаивает на включении в проект двоих ученых: талантливого, но самоуверенного Фролова, который открыл спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения со стороны Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет способы получить необходимые научные данные за пределами страны. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, сумеет передать в СССР критически важную информацию о ядерной программе союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит стремиться к достижению ядерного паритета с Великобританией и США, готовясь к послевоенному миру.