В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать группу ведущих ученых для разработки первой атомной бомбы в СССР. Эта сложная задача, требующая решения в условиях военного времени и в предельно сжатые сроки, казалась почти невозможной. В Москве, под началом Курчатова, начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, в которую привлекаются выдающиеся умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: амбициозного и самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая в это время находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на то, что Фролов и Карпова вызывают подозрения у Наркомата Внутренних Дел, Курчатова поддерживают. Параллельно советская разведка предпринимает усилия для получения ключевой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывшая физик и близкий друг Фролова, успешно передает в СССР стратегически важные данные о ядерных разработках союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и Соединенные Штаты, чтобы установить ядерный паритет в мире после войны.