1942 год. Берия поручает своему заместителю всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и ограниченного времени задача кажется почти невыполнимой. Под руководством Курчатова в Москве начинается работа секретной Лаборатории №2, куда приглашаются ведущие специалисты со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух ученых: амбициозного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет информацию о ядерных исследованиях за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные о проекте союзников. Теперь Советскому Союзу необходимо ускорить свои усилия, чтобы достичь ядерного паритета с Великобританией и США в послевоенный период.
