В разгар 1942 года, в разгар Великой Отечественной войны, Лаврентий Берия передает своему заместителю Всеволоду Замятину крайне сложное задание — сформировать группу ученых для разработки первой атомной бомбы в СССР. Несмотря на все трудности военного времени и ограниченные сроки, под руководством Игоря Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, где собираются выдающиеся специалисты со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на участии в проекте двух ученых: амбициозного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карповой, которая в то время находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на обеспокоенность Наркомата Внутренних Дел относительно этих кандидатов, их все же решено включить в команду. Параллельно советская разведка делает все возможное, чтобы получить недостающие научные сведения из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывшая физик и давняя любовь Фролова, успешно передает в Советский Союз ключевые данные о ядерных разработках союзников. Это позволяет СССР начать активные действия по достижению ядерного паритета с Великобританией и США в послевоенном мире.