В 1942 году, в разгар Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать коллектив из ведущих ученых страны для создания первой атомной бомбы в СССР. Задача стоит крайне сложная, так как времени катастрофически мало. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, в составе которой трудятся выдающиеся умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специфических специалистов: амбициозного Фролова, известного своим открытием в области ядерного деления, и радиохимика Карпову, отбывающую ссылку в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно этих кандидатов, их участие утверждается. В это же время советская разведка активно стремится получить критически важную информацию из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ценные сведения о ядерных разработках союзников. С этого момента Советский Союз начинает гонку, чтобы догнать Великобританию и США в области ядерных технологий и установить равновесие в мире после войны.