В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду специалистов для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях военного времени и с ограниченными сроками эта задача кажется почти невыполнимой. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, где собираются выдающиеся ученые со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: самоуверенного Фролова, который ранее сделал важное открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на опасения Наркомата Внутренних дел по поводу Фролова и Карповой, просьбу Курчатова удовлетворяют. В это же время советская разведка активно добывает важные научные сведения за границей. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важную информацию о зарубежных атомных разработках. Теперь Советский Союз должен как можно быстрее наверстать упущенное, чтобы сравняться в ядерной гонке с Великобританией и США в послевоенные годы.