В 1942 году Берия поручает Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. Это амбициозное задание в условиях войны требует выполнения в сжатые сроки. Под руководством Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, в которую входят ведущие специалисты страны. Курчатов настаивает на включении в проект Фролова, известного открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карповой, находящейся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, просьба Курчатова удовлетворяется. В то же время советская разведка активно ищет научные данные о ядерных разработках за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевую информацию о проекте союзников. Это становится решающим шагом для достижения ядерного равновесия с Великобританией и США в послевоенном мире.