В 1942 году Берия поручает своему заместителю Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и ограниченного времени задача кажется практически невыполнимой. Под руководством Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, в которую входят лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает на привлечении к проекту двух ученых: смелого Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карповой, находящейся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет необходимые научные данные за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, удачно передает в СССР критически важную информацию о ядерном проекте союзников. С этого момента Советскому Союзу необходимо настичь Великобританию и США для достижения ядерного равновесия в послевоенном мире.