В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ведущих ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях войны выполнение этой задачи в кратчайшие сроки кажется почти невозможным. Под началом Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, куда приглашаются выдающиеся специалисты со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух ученых: амбициозного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Хотя их кандидатуры вызывают сомнения у Наркомата Внутренних дел, решено прислушаться к мнению Курчатова. Параллельно советская разведка предпринимает усилия для получения необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые сведения о ядерных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в послевоенном мире.
