В 1942 году Берия поручил заместителю Всеволоду Замятину организовать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Эта задача выглядела почти невыполнимой из-за ее срочности и военного времени. В Москве, под руководством Курчатова, начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, куда привлекаются ведущие интеллектуальные силы Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух специалистов: дерзкого Фролова, известного открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно Фролова и Карповой, их все же решают привлечь к работе. В это время советская разведка активно занимается сбором ключевой информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важные данные о ядерных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу необходимо ускориться, чтобы достичь ядерного паритета с Великобританией и США в послевоенной эпохе.