В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду выдающихся ученых для разработки первой атомной бомбы в СССР. Это задание, появившееся в разгар войны и требующее быстрого выполнения, казалось почти невыполнимым. В Москве под руководством Курчатова начинает работу засекреченная Лаборатория №2, куда входят ведущие специалисты со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект дерзкого и самоуверенного Фролова, ранее открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Хотя их участие вызывает вопросы в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворена. Параллельно советская разведка предпринимает усилия по получению необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные сведения о ядерных разработках союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.