В разгар Великой Отечественной войны, в 1942 году, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ведущих ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это сложнейшее задание должно быть выполнено в условиях военного времени и в кратчайшие сроки. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2, куда приглашаются выдающиеся специалисты со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух значимых ученых: амбициозного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Тем временем советская разведка предпринимает усилия по сбору необходимой научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, физик в прошлом и близкая к Фролову, успешно передает в СССР ценные сведения об атомных исследованиях союзников. С этого момента перед Советским Союзом стоит задача догнать и перегнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в мире после окончания войны.
