В 1942 году Берия поручает Всеволоду Замятину сформировать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях войны и жестких сроков задача кажется почти невыполнимой. Под руководством Курчатова в Москве создается секретная Лаборатория №2, куда приглашаются лучшие специалисты страны. Курчатов настаивает на включении в проект Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карповой, находящейся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, решение Курчатова поддерживается. В это время советская разведка активно ищет информацию о ядерных разработках за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные о атомном проекте союзников. Это становится важным шагом к достижению ядерного равновесия с Великобританией и США в послевоенном мире.