1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину создать группу из ведущих ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эти работы должны быть выполнены в разгар войны и в крайне сжатые сроки, что кажется практически невыполнимым. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, куда привлекаются талантливейшие специалисты со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух ученых: дерзкого и уверенного в себе Фролова, который ранее сделал открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на то, что Фролов и Карпова вызывают сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно советская разведка активно собирает необходимую для проекта информацию за границей. Агента Екатерину Лазареву, бывшую физика и возлюбленную Фролова, удается передать в СССР важнейшие сведения о союзных атомных разработках. С этого момента перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.