В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Выполнение этой задачи в условиях войны и ограниченного времени кажется почти невозможным. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которую привлекаются выдающиеся ученые со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: самоуверенного Фролова, открывшего феномен спонтанного деления ядра, и находящейся в Казахстане радиохимика Карпову. Несмотря на возражения Наркомата Внутренних дел, просьбу Курчатова удовлетворяют. В это время советская разведка активно добывает за границей необходимые для проекта научные сведения. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и близкая Фролову, успешно передает в СССР важные данные о ядерных разработках союзников. Теперь Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.