В 1942 году, в разгар Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Сложность задачи усугубляется нехваткой времени и необходимостью работать в условиях военного времени. В Москве, под руководством Курчатова, начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, где собираются ведущие интеллектуалы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в команду двух специалистов: самоуверенного Фролова, открывшего феномен спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая в это время находится в Казахстане в ссылке. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, Курчатова поддерживают. В то же время советская разведка активно стремится заполучить критически важные научные данные из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывшая физик и по совместительству возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевую информацию об атомных разработках союзников. С этого момента Советский Союз прикладывает усилия, чтобы догнать Великобританию и США в гонке за ядерное превосходство в послевоенном мире.