1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской ядерной бомбы. Задача сложная, учитывая, что она должна быть выполнена во время войны и в крайне сжатые сроки. В Москве под руководством Курчатова начинается работа секретной Лаборатории №2, куда приглашаются лучшие умы из разных уголков Союза. Курчатов настаивает на участии в проекте двух ученых: дерзкого и самоуверенного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно Фролова и Карповой, их участие все же утверждается. Параллельно советская разведка стремится получить необходимую научную информацию за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомных исследованиях союзников. Отныне Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный баланс в мире после войны.
