В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину создать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача, выполненная в условиях войны и в сжатые сроки, кажется практически невозможной. Под руководством Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2, в которую входят ведущие специалисты страны. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух ученых: амбициозного Фролова, который ранее открыл спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет информацию о зарубежных атомных разработках. Агент Екатерина Лазарева, ранее физик и бывшая возлюбленная Фролова, передает в СССР ключевые данные об атомном проекте союзников. Это позволяет Советскому Союзу стремиться к ядерному равновесию с Великобританией и США в послевоенный период.
