1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать группу экспертов для разработки первой советской атомной бомбы. Это чрезвычайно сложная задача, особенно в условиях войны и ограниченного времени. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, куда привлекаются выдающиеся ученые со всего Советского Союза. Курчатов настоятельно рекомендует Замятину включить в проект двух специалистов: самоуверенного и дерзкого Фролова, который ранее совершил открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на то, что Фролов и Карпова вызывают сомнения у Наркомата Внутренних дел, решено удовлетворить просьбу Курчатова. В то же время советская разведка предпринимает усилия по получению необходимых научных знаний из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные сведения об атомных разработках союзников. С этого момента Советский Союз сталкивается с необходимостью догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в мире после войны.