В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ведущих ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Задача кажется невыполнимой, особенно в разгар войны и в столь сжатые сроки. Под руководством Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, где начинают трудиться лучшие умы со всего Союза. Курчатов настаивает, чтобы Замятин включил в проект двух выдающихся специалистов: Фролова, известного своей дерзостью и открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на скептицизм Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Одновременно советская разведка предпринимает усилия для получения важной научной информации за рубежом. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомных разработках союзников. Это ставит перед Советским Союзом задачу догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
