В 1942 году, в разгар второй мировой войны, Лаврентий Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу выдающихся ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта амбициозная задача, требующая выполнения в кратчайшие сроки, кажется почти невыполнимой. В Москве, под руководством Игоря Курчатова, начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, где собираются ведущие научные умы со всего Советского Союза. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двух особенных ученых: смелого и самоуверенного Фролова, совершившего открытие в области спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находится в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел относительно выбора Фролова и Карповой, просьба Курчатова получает одобрение. В это же время советская разведка активно работает над получением необходимой научной информации из-за рубежа. Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР важные сведения об атомных исследованиях союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.