1942 год. Лаврентий Берия дает поручение своему заместителю Всеволоду Замятину сформировать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях военного времени и жестких сроков эта миссия кажется почти невозможной. В Москве под руководством Игоря Курчатова организуется секретная Лаборатория №2, куда стягивают ведущих специалистов со всей страны. Курчатов настаивает перед Замятиным на включении в команду двух человек: дерзкого и самоуверенного физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящейся в ссылке в Казахстане радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД относительно этих кандидатур, просьба Курчатова была удовлетворена.
Параллельно советская разведка активно действует за рубежом с целью получения секретных научных материалов. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и прежняя возлюбленная Фролова, успешно переправляет в СССР критически важные данные об атомной программе союзников. С этого момента Советский Союз вступает в гонку, стремясь догнать Великобританию и США, чтобы обеспечить ядерный паритет в будущем послевоенном мире.
