1942 год. Берия поручает заместителю Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и сжатых сроков задача кажется почти невозможной. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которую входят ведущие специалисты страны. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: уверенного в себе Фролова, 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, бывшая физик и возлюбленная Фролова, передает в СССР критически важную информацию о ядерном проекте союзников. Это становится толчком для Советского Союза, стремящегося догнать Великобританию и США в области ядерного вооружения.
