В разгар 1942 года Лаврентий Берия дает поручение своему заместителю, Всеволоду Замятину: собрать группу выдающихся ученых для создания первой советской атомной бомбы. Задача осложняется тем, что её необходимо выполнить в условиях войны и в крайне сжатые сроки. В Москве под руководством Игоря Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2, куда привлекаются наиболее талантливые специалисты со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух ключевых экспертов: уверенного в себе первооткрывателя спонтанного деления ядра, Фролова, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения, возникающие у работников НКВД по поводу этих кандидатов, их всё же решено привлечь. Параллельно с этими событиями советская разведка предпринимает активные усилия для получения необходимых научных знаний за границей. Агент Екатерина Лазарева, имеющая опыт работы в физике и являющаяся возлюбленной Фролова, успешно передает в СССР критически важные сведения о ядерных разработках союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
