В 1942 году Берия даёт своему заместителю, Всеволоду Замятину, задание сформировать группу учёных для создания первой советской атомной бомбы. Этот проект, разворачивающийся в тяжёлых условиях военного времени и требующий скорейшего исполнения, кажется почти невозможным. В Москве, под руководством Курчатова, начинает свою деятельность засекреченная Лаборатория №2, куда привлекаются ведущие специалисты из разных уголков Союза. Курчатов настойчиво рекомендует Замятину включить в команду двух ученых: амбициозного Фролова, который впервые открыл явление спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на то, что НКВД выражает сомнения относительно Фролова и Карповой, их участие в проекте одобрено благодаря настояниям Курчатова. Параллельно с этим, советская разведка активно занимается получением ключевых научных данных из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывшая физик и давняя любовь Фролова, успешно передаёт в СССР жизненно важную информацию о союзнических атомных исследованиях. Советскому Союзу предстоит настичь Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в мире после войны.