В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, собрать команду для создания первой советской атомной бомбы. Это сложная задача, учитывая, что идет война, а времени мало. В Москве под руководством Курчатова начинает действовать секретная Лаборатория №2, где работают выдающиеся ученые со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двоих специалистов: дерзкого Фролова, который сделал прорыв в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворена. В это время советская разведка старается получить важную научную информацию из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывшая физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые сведения об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.