В 1943 году, в разгар Второй мировой войны, заместителю Берии, Всеволоду Замятину, поручают важную миссию: сформировать команду выдающихся учёных для создания первой атомной бомбы Советского Союза. В условиях острого дефицита ресурсов и сжимающихся сроков эта задача кажется почти непреодолимой. Однако в Москве, под руководством Игоря Курчатова, начинает работу засекреченная Лаборатория №2, объединившая лучших специалистов страны. По инициативе Курчатова к проекту присоединяются два нестандартных учёных: Фролов, известный благодаря открытию в области спонтанного деления ядра, и Карпова, ранее сосланная в Казахстан.
Одновременно с этим советская разведка успешно добывает ценную информацию о западных ядерных разработках. Екатерина Лазарева, талантливая агентка и бывший физик, а также возлюбленная Фролова, передаёт сведения, которые могут существенно повлиять на исход атомной гонки. Теперь Советский Союз должен нагнать Великобританию и США, чтобы обеспечить себе лидерство в будущем ядерном противостоянии.
