В 1942 году Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать научный коллектив для создания первой советской атомной бомбы. Эта задача, поставленная в условиях военного времени и с крайне сжатыми сроками, выглядит почти невыполнимой. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, куда приглашаются лучшие умы со всего Союза. Курчатов настаивает на участии в проекте двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, открывшего ранее спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, в то время находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно Фролова и Карповой, требование Курчатова принимается. Параллельно с этим советская разведка активно работает над тем, чтобы получить ключевую информацию по атомным разработкам из-за границы. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные сведения о ядерных проектах союзников. С этого момента Советский Союз ставит перед собой цель догнать Великобританию и США для достижения ядерного паритета в послевоенном мире.
