В разгар войны, в 1942 году, Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным амбициозную задачу — собрать команду ученых для создания первой советской атомной бомбы. Сжатые сроки и сложности военного времени делают эту миссию почти невыполнимой. Под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется секретная Лаборатория №2, куда привлекают лучших специалистов страны. Курчатов настаивает на включении в проект двух ключевых фигур: талантливого, но дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных данных. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и некогда близкая Фролову, успешно передает в СССР ценнейшие сведения об атомных разработках союзников. С этого момента Советский Союз вступает в напряженную гонку, стремясь достичь ядерного паритета с Великобританией и США, чтобы обеспечить себе равные позиции в послевоенном мире.