В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать команду ведущих ученых для разработки первой атомной бомбы в Советском Союзе. Эта задача, осложненная условиями военного времени и жесткими сроками, казалась практически невыполнимой. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, куда привлекаются выдающиеся научные умы со всех уголков Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух специалистов: амбициозного и самоуверенного Фролова, открывшего ранее феномен спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Хотя личности Фролова и Карповой вызывают сомнения у Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова все же удовлетворяется. Параллельно советская разведка активно работает над получением необходимой научной информации из-за рубежа. Благодаря усилиям Екатерины Лазаревой, бывшего физика и возлюбленной Фролова, удается передать в СССР критически важные сведения о ядерных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит наверстать упущенное по сравнению с Великобританией и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.