1942 год. Берия дает задание Всеволоду Замятину создать атомную бомбу. Замятин, заместитель Берии, сталкивается с невероятно трудной задачей — организовать проект во время войны и в ограниченные сроки. В Москве под его руководством начинает функционировать секретная Лаборатория №2, в которую приглашены выдающиеся ученые из разных уголков страны. Курчатов, руководитель лаборатории, убеждает Замятина включить в команду двух специалистов: Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову, которая была в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, Курчатову удается добиться их участия. В то же время советская разведка активно работает за границей. Екатерина Лазарева, агент и бывший физик, также возлюбленная Фролова, сумела передать в СССР критически важные данные о ядерных разработках союзников. Эта информация стала ключевой для того, чтобы Советский Союз мог на равных конкурировать с Великобританией и США в деле создания ядерного оружия и обеспечения послевоенного паритета.