В 1942 году, в условиях Второй мировой войны, Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным амбициозную задачу — собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Сложность задания возрастает из-за ограниченного времени и масштабов конфликта. Под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется секретная Лаборатория №2, где собираются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: самоуверенного Фролова, который сделал важное открытие в области деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения представителей Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова выполняется. Параллельно советская разведка активно пытается заполучить необходимые научные сведения из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывшая возлюбленная Фролова и опытный физик, удачно передает в СССР критически важные данные о ядерных разработках союзников. Теперь Советский Союз стоит перед задачей обогнать Великобританию и США, стремясь к ядерному равенству в послевоенном мире.