В разгар войны, 1942 год, Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным амбициозную задачу — собрать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Несмотря на сложности военного времени и сжатые сроки, под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется секретная Лаборатория №2, куда привлекают ведущих специалистов со всей страны. Курчатов настаивает на включении в проект двух неоднозначных фигур: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и талантливой радиохимика Карповой, отбывающей ссылку в Казахстане. Хотя их кандидатуры вызывают сомнения в НКВД, просьба Курчатова получает одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных разработок. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ценнейшие данные об атомных проектах союзников. С этого момента Советский Союз вступает в напряженную гонку, стремясь достичь ядерного паритета с Великобританией и США, чтобы обеспечить стратегическое равновесие в послевоенном мире.