1942 год. Лаврентий Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, организовать группу выдающихся ученых для создания первой советской атомной бомбы. Выполнить эту задачу в условиях войны и в кратчайшие сроки — практически невозможно. В Москве под руководством Игоря Курчатова начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, в которую привлекают лучшие научные умы со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух специалистов: смелого и уверенного в себе Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Хотя их участие вызывает вопросы у Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно с этим советская разведка предпринимает усилия, чтобы заполучить критически важную научную информацию из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и любимая женщина Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные о ядерных разработках союзников. С этого момента Советскому Союзу необходимо догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.