В 1942 году, в условиях Второй мировой войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Это задание кажется почти невозможным из-за ограниченных сроков. Под руководством Курчатова в Москве возникает секретная Лаборатория №2, куда приглашаются выдающиеся умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух выдающихся ученых: самоуверенного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на возникшие сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет необходимые данные о ядерных исследованиях за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывшая возлюбленная Фролова и физик по образованию, удачно передает в СССР ключевую информацию об атомном проекте союзников. Это дает Советскому Союзу шанс стремительно догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерное равновесие в послевоенной реальности.