В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы, что представляет собой почти невозможную задачу в условиях войны и нехватки времени. Под руководством Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, куда приглашаются ведущие умы страны. Курчатов настойчиво просит Замятина включить в команду двух ученых: амбициозного Фролова, который сделал значительное открытие в области деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на некоторые сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова принимается. Параллельно советская разведка активно ищет методы заполучить необходимые научные данные из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и любовный интерес Фролова, добивается передачи в СССР критически важных сведений о ядерном проекте союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит стремительно догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерное равновесие в послевоенном мире.