В 1942 году, в разгар Великой Отечественной войны, Берия поручает заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу выдающихся ученых для разработки первой атомной бомбы в СССР. Задача стоит сложнейшая: воплотить проект в условиях военного времени и в крайне сжатые сроки. В Москве под руководством Курчатова начинает действовать строго засекреченная Лаборатория №2, в которой трудятся ведущие научные умы страны. Курчатов убеждает Замятина включить в команду двух специалистов: дерзкого и уверенного в себе Фролова, известного своим открытием явления спонтанного деления, и радиохимика Карпову, пребывающую в ссылке в Казахстане. Несмотря на вопросы, которые возникают у Наркомата Внутренних Дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно с этим советская разведка активно занимается сбором важнейших научных данных за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и близкая подруга Фролова, успешно передает в СССР ценные сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит наверстать упущенное и догнать Великобританию и США в сфере ядерных технологий, чтобы обеспечить стратегический баланс сил в поствоенном мире.