В 1942 году Берия поручает Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и ограниченного времени это кажется почти невозможной задачей. Под руководством Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, в которую входят ведущие специалисты страны. Курчатов настаивает на привлечении дерзкого Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карповой, находящейся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет необходимые научные данные за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевую информацию о ядерном проекте союзников. Это становится решающим шагом для Советского Союза в стремлении достичь ядерного паритета с Великобританией и США в послевоенный период.
