События разворачиваются в 1942 году, когда Берия поручает своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать коллектив ученых для разработки первой атомной бомбы в Советском Союзе. В условиях войны и ограниченного времени это задание кажется почти невыполнимым. Под руководством Курчатова в Москве начинает функционировать засекреченная Лаборатория №2, в которой работают выдающиеся умы со всего Союза. Курчатов настаивает на включении в проект двух ученых: амбициозного и уверенного в себе Фролова, который ранее обнаружил спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, находящуюся в Казахстане в ссылке. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел по поводу Фролова и Карповой, просьба Курчатова удовлетворяется. Параллельно с этим советская разведка активно добывает научные данные за рубежом. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР критически важную информацию о ядерных разработках союзников. С этого момента Советский Союз оказывается вынужденым догонять Великобританию и США в стремлении достичь ядерного равновесия в послевоенном мире.
