В 1942 году, в условиях Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача оказывается крайне сложной и требует сжатых сроков. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которой трудятся выдающиеся умы страны. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: самоуверенного и дерзкого Фролова, который ранее открыл спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, Курчатова поддерживают, и Фролов с Карповой становятся частью команды. В это время советская разведка активно пытается получить критически важные научные данные о ядерных исследованиях союзников. Екатерина Лазарева, бывшая физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевую информацию об атомном проекте Великобритании и США. С этого момента Советскому Союзу срочно необходимо наверстать упущенное, чтобы обеспечить ядерное равновесие в послевоенном мире.