В 1942 году, во время Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача оказывается крайне сложной, так как необходимо выполнить ее в условиях войны и в сжатые сроки. Под руководством Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2, в которую привлекаются лучшие умы страны. Курчатов настоятельно просит Замятина включить в проект двух ученых: уверенного в себе Фролова, который уже открыл спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на некоторые сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова принимается. В то же время советская разведка активно ищет способы получить необходимые научные данные за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и любовница Фролова, успешно передает в СССР критически важную информацию о ядерном проекте союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит настигнуть Великобританию и США для достижения ядерного равновесия в послевоенном мире.