В 1942 году Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, собрать команду выдающихся ученых для создания первой советской атомной бомбы. Это задание предстоит выполнить в условиях военного времени, что делает его крайне сложным. В Москве под руководством Курчатова начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которой работают ведущие специалисты со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина включить в проект двух ученых: амбициозного и уверенного в себе Фролова, известного своими исследованиями в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая отбывает ссылку в Казахстане. Хотя Наркомат Внутренних Дел скептически относится к Фролову и Карповой, решение поддержать инициативу Курчатова было принято. В это же время советская разведка активно трудится над получением необходимой научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные сведения об атомных разработках союзников. С этого момента СССР стремится догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный баланс в послевоенном мире.