1942 год. Лаврентий Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу выдающихся ученых для создания первой советской ядерной бомбы. Это непростая задача, учитывая, что работа должна быть завершена в разгар войны и в очень сжатые сроки. Под началом Игоря Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, где собираются лучшие научные умы из разных уголков Союза. Курчатов настаивает, чтобы Замятин включил в проект двух специалистов: амбициозного и уверенного в себе Фролова, первооткрывателя спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних Дел в отношении Фролова и Карповой, Курчатову удается настоять на своем. Тем временем советская разведка предпринимает усилия для получения необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, физик и возлюбленная Фролова в прошлом, успешно передает в Советский Союз ключевые данные об атомных разработках западных союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный баланс в мире после войны.
