В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину организовать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях войны и ограниченного времени эта задача кажется почти невыполнимой. В Москве под руководством Курчатова начинается работа над секретным проектом в Лаборатории №2, где собираются выдающиеся специалисты со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в команду двух ученых: самоуверенного Фролова, открывшего ранее спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на опасения Наркомата Внутренних дел по поводу Фролова и Карповой, их участие в проекте одобрено. Параллельно с этим советская разведка предпринимает усилия для получения необходимой научной информации из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые сведения об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы добиться ядерного равновесия в послевоенном мире.
