1942 год. Лаврентий Берия поручает Всеволоду Замятину, своему заместителю, сформировать научный коллектив для создания первой атомной бомбы в Советском Союзе. Эта задача предстоит выполнению в условиях военного времени и в крайне сжатые сроки, что делает её почти невыполнимой. Под руководством Игоря Курчатова в Москве начинает свою деятельность секретное учреждение, известное как Лаборатория №2, куда приглашаются выдающиеся учёные со всего СССР. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух специалистов: амбициозного новатора Фролова, известного открытием спонтанного ядерного деления, и радиохимика Карпову, находящуюся в Казахстане в ссылке. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно участия Фролова и Карповой, просьба Курчатова удовлетворена. В это время советская разведка активно работает над получением важной научной информации из-за границы. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, успешно передаёт в СССР критически значимые данные о ядерных разработках союзников. Это ставит Советский Союз перед необходимостью догнать Великобританию и США для достижения ядерного баланса в послевоенной геополитике.
