В 1942 году Берия поручает Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков задача кажется почти невозможной. Под руководством Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, где работают выдающиеся специалисты со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух ученых: смелого Фролова, ранее открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет научные данные за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, передает в СССР ключевую информацию о ядерном проекте союзников. Это становится решающим шагом для Советского Союза, стремящегося достичь ядерного паритета с Великобританией и США в послевоенном мире.
