В 1942 году Берия поручил своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду выдающихся ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта задача была чрезвычайно сложной, учитывая военные условия и ограниченные сроки. В Москве под руководством Курчатова начинает работу секретная Лаборатория №2, куда приглашают лучших специалистов со всего Союза. Курчатов настоятельно рекомендует включить в проект двух ученых: амбициозного и уверенного в себе Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет способы получить необходимую научную информацию за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные сведения о ядерных разработках союзников. Советский Союз оказывается перед вызовом: необходимо догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
