В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это задача практически невыполнимая в условиях войны и ограниченного времени. Под руководством Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, где собираются ведущие ученые со всей страны. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: смелого и самоуверенного Фролова, открывшего явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел в отношении этих ученых, просьба Курчатова удовлетворяется. В это время советская разведка активно работает над получением необходимой научной информации из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомных разработках союзников. С этого момента Советский Союз стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.