1942 год. Берия дает задание Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях войны и ограниченных сроков это представляется почти невозможным. В Москве под началом Курчатова начинает действовать секретная Лаборатория №2, собравшая яркие умы из разных уголков Союза. Курчатов уговаривает Замятина привлечь к проекту двух талантливых ученых: Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, их кандидатуры одобрены. Параллельно советская разведка стремится получить за рубежом критически важные данные для проекта. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР информацию о ядерных разработках союзников. Теперь перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США в гонке за ядерное превосходство, чтобы обеспечить равновесие в поселевоенном мире.