В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, собрать научную команду для разработки первой атомной бомбы в Советском Союзе. Эта задача казалась почти невыполнимой из-за военного времени и жестких сроков. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, где работают ведущие ученые со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: амбициозного Фролова, известного открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на то что их кандидатуры вызывают сомнения у Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В это же время советская разведка активно занимается добычей необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, передает в СССР ценные данные об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в мире после войны.
