В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это задание, данное в условиях войны и сжатых сроков, кажется почти невыполнимым. В Москве, под руководством Курчатова, начинает функционировать строго засекреченная Лаборатория №2, в которой собираются ведущие умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух выдающихся ученых: смелого и уверенного в себе Фролова, который первым открыл явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, отбывающую ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел по поводу Фролова и Карповой, решение в пользу Курчатова принимается. Параллельно с этим, советская разведка ведет активную работу над получением необходимой научной информации из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ценные данные об атомных разработках союзников. С этого момента перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США в ядерной гонке, чтобы обеспечить стратегическое равновесие в мире после войны.