1942 год. Лаврентий Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать научную группу для разработки первой атомной бомбы в Советском Союзе. Задача усложняется тем, что работы необходимо вести в условиях военных действий и сжатыми сроками. Под руководством Игоря Курчатова в Москве начинает функционировать строго засекреченная Лаборатория №2, куда приглашаются ведущие ученые со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: амбициозного и уверенного в себе Фролова, открывшего феномен спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Хотя Наркомат Внутренних дел высказывает сомнения по поводу этих кандидатур, просьба Курчатова принимается. В это же время советская разведка активно ищет возможность заполучить критически важную для проекта информацию из-за границы. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, передает в Советский Союз ключевые сведения о ядерных разработках союзников. С этого момента СССР необходимо стремительно нагнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.