1942 год. Берия поручает Всеволоду Замятину, своему заместителю, сформировать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Задача стоит остро, ведь война требует быстрых решений. В Москве под эгидой Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2. Сюда приглашены выдающиеся ученые со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: Фролова, открывшего спонтанное деление ядра и обладающего неординарным мышлением, и радиохимика Карпову, которая на тот момент находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, Курчатов убеждает Замятина принять их в команду. Параллельно с этими событиями советская разведка активно добывает за рубежом информацию, необходимую для успеха проекта. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные данные о ядерных исследованиях союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача не только сократить отставание от Великобритании и США, но и обеспечить ядерное равновесие в мире после войны.