В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать группу ведущих ученых для создания первой советской ядерной бомбы. Это сложнейшая задача, учитывая, что работа ведется в условиях военного времени и крайне сжатых сроков. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, где собираются лучшие специалисты из разных уголков Союза. Курчатов настойчиво предлагает Замятину включить в проект двух ученых: амбициозного и уверенного в себе Фролова, который сделал важное открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, отбывающую ссылку в Казахстане. Хотя их кандидатуры вызывают беспокойство у Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова все же принимается. Параллельно с этим, советская разведка работает над получением критически важной научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ценные данные о ядерных разработках союзных стран. С этого момента перед Советским Союзом стоит задача не отставать от Великобритании и США, чтобы добиться ядерного паритета в послевоенном мире.