В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать команду выдающихся ученых для создания первой атомной бомбы в Советском Союзе. Эта миссия становится особенно сложной из-за военного времени и ограниченных сроков. В Москве, под руководством Курчатова, начинает действовать засекреченная Лаборатория №2, в которой сосредотачиваются лучшие научные силы страны. Курчатов настаивает на участии в проекте двух выдающихся специалистов: самоуверенного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и талантливого радиохимика Карповой, которая в это время находится в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка предпринимает усилия по получению необходимых научных данных из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важную информацию о атомных разработках союзников. Теперь Советский Союз должен приложить все усилия, чтобы догнать Великобританию и США в ядерной гонке послевоенного периода.