В 1943 году, в разгар Второй мировой войны, по указанию Лаврентия Берии его заместитель Всеволод Замятин начинает формировать команду топовых советских учёных для создания первой атомной бомбы в СССР. Из-за нехватки времени и ограниченности ресурсов задача кажется почти невыполнимой. В Москве, под руководством Игоря Курчатова, начинает функционировать секретная Лаборатория №2, где собираются выдающиеся научные умы страны. По настоянию Курчатова к проекту присоединяются два спорных, но одарённых учёных: Фролов, известный своим открытием спонтанного деления ядра, и Карпова, которая на данный момент находится в ссылке в Казахстане.
В это же время советская разведка активно добывает важную информацию о ядерных разработках в западных странах. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, передает в СССР данные, которые могут в корне изменить расстановку сил в гонке вооружений. Теперь перед Советским Союзом стоит новая задача — догнать Великобританию и США, чтобы не уступить им в ядерном противостоянии, которое определит будущее.