В 1942 году Берия поручает своему заму Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для разработки первой атомной бомбы в СССР. Задача крайне сложная, особенно в разгар войны и с ужатыми сроками. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, объединяющая выдающиеся умы из различных уголков Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: самоуверенного Фролова, первооткрывателя спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в Казахстане в ссылке. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно Фролова и Карповой, просьбу удовлетворяют. Параллельно советская разведка стремится добыть ключевую научную информацию за границей. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные данные о ядерных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.