В 1942 году Берия поручает заместителю Всеволоду Замятину сформировать коллектив ученых для разработки первой атомной бомбы в Советском Союзе. Задача крайне сложная, учитывая военное время и строгие временные рамки. Под руководством Курчатова в столице начинает функционировать секретная Лаборатория №2, объединяющая выдающиеся умы со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в команду двух специалистов: решительного и самоуверенного Фролова, известного своим открытием явления спонтанного деления ядра, а также радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба была удовлетворена. В это время советская разведка активно работает над получением необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные сведения о ядерных исследованиях союзников. С этого момента Советский Союз стоит перед задачей догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенной международной обстановке.