В 1942 году, в разгар войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Выполнение этой задачи в условиях военных действий и ограниченного времени представляется почти невозможным. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, куда приглашаются выдающиеся умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: амбициозного и уверенного в себе Фролова, который ранее сделал открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно Фролова и Карповой, просьба Курчатова получает одобрение. В это время советская разведка активно ищет способы получить важную научную информацию из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ценные сведения о ядерных разработках союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.