В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эту задачу необходимо выполнить в условиях войны и в максимально сжатые сроки — задача почти невыполнимая. Под руководством Курчатова в Москве начинает действовать секретная Лаборатория №2, где работают выдающиеся умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: самоуверенного Фролова, который открыл спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, сосланную в Казахстан. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова исполняется. В это время советская разведка прилагает усилия для получения необходимой научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомном проекте союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.