В 1942 году, в разгар Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду из ведущих ученых для создания первой атомной бомбы в Советском Союзе. Несмотря на почти невозможные условия и ограниченные сроки, под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать сверхсекретная Лаборатория №2, в которую входят выдающиеся научные умы со всего Союза. Курчатов убедительно просит Замятина включить в проект двух специалистов: талантливого и амбициозного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в Казахстане в ссылке. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно этих кандидатов, их участие в проекте одобрено. Параллельно с этим, советская разведка стремится получить важную научную информацию из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные о ядерных разработках союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача догнать и перегнать Великобританию и США в области ядерных технологий, чтобы установить баланс сил в мире после войны.