В 1942 году, в разгар Второй мировой войны, Лаврентий Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать команду выдающихся ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Задача кажется почти невозможной, учитывая условия военного времени и ограниченные сроки. Под руководством Игоря Курчатова в Москве начинается деятельность секретной Лаборатории №2, где собираются лучшие научные кадры со всех уголков Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: амбициозного и самоуверенного физика Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних Дел касательно Фролова и Карповой, их участие в проекте утверждено.
Параллельно с научными изысканиями, советская разведка предпринимает усилия по получению необходимых для проекта данных из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные сведения об атомных разработках союзников. С этого момента перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
