В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать команду выдающихся ученых для разработки первой атомной бомбы Советского Союза. Эта задача, особенно во время войны, кажется почти невыполнимой. В Москве, под руководством Курчатова, начинает свою деятельность засекреченная Лаборатория №2, объединившая ведущих исследователей со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина взять в проект двух специалистов: смелого и самоуверенного Фролова, который ранее открыл явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Хотя их участие вызывает вопросы у Наркомата внутренних дел, просьба Курчатова все же удовлетворена. В это же время советская разведка активно работает над получением необходимых научных данных из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в Советский Союз ключевую информацию о ядерных исследованиях союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный баланс в послевоенном мире.
