В 1942 году Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным задачу по созданию первой советской атомной бомбы, что становится практически невозможной миссией в условиях войны и жестких временных рамок. В Москве начинает функционировать секретная Лаборатория №2 под руководством Курчатова, в которую собираются лучшие ученые страны. Курчатов убеждает Замятина привлечь к проекту двоих специалистов: провокативного Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимику Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на вопросы со стороны Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно с этим советская разведка прилагает усилия для получения жизненно важной научной информации из-за границы. Агент Екатерина Лазарева, экс-физик и бывшая возлюбленная Фролова, удается передать в СССР ключевые данные о ядерных разработках союзников. С этого момента Советскому Союзу предстоит стремиться к достижению ядерного паритета с Великобританией и США в послевоенном мире.