В 1943 году, в самый разгар Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду учёных для создания первой атомной бомбы в СССР. Строгие сроки и сложные условия делают эту задачу крайне сложной. В Москве, под руководством Курчатова, начинает функционировать секретная Лаборатория №2, где собираются ведущие научные умы страны.
По предложению Курчатова в проект включаются два неоднозначных учёных: амбициозный Фролов, прославившийся открытием спонтанного деления ядра, и радиохимик Карпова, которая в то время находилась в ссылке. Параллельно советская разведка активно добывает ценную информацию за рубежом. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и прежняя возлюбленная Фролова, передаёт в Советский Союз данные об атомных исследованиях союзников. Теперь задача СССР — догнать Великобританию и США, чтобы в послевоенном мире установить ядерный паритет.
