1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину организовать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В разгар войны и в условиях жестких временных рамок это задание кажется почти невыполнимым. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которую приглашаются выдающиеся специалисты из разных областей Советского Союза. Курчатов настоятельно рекомендует Замятину включить в проект двух ученых: уверенного в себе Фролова, который ранее сделал открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, пребывающую в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел по поводу этих кандидатов, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно занимается сбором необходимой научной информации за границей. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, успешно передает важные данные об атомных разработках союзников обратно в СССР. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.