1942 год. Берия дает задание Всеволоду Замятину создать первую советскую атомную бомбу в условиях войны и ограниченных сроков. Для этого в Москве организуется секретная Лаборатория №2 под руководством Курчатова, где собираются выдающиеся ученые из разных уголков СССР. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, их кандидатуры утверждают. В то же время советская разведка активно добывает за рубежом информацию, необходимую для проекта. Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР данные о ядерных разработках союзников. Эти сведения становятся ключевыми для того, чтобы Советский Союз смог догнать Великобританию и США в ядерной гонке и обеспечить равновесие в послевоенном мире.