1942 год. Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых для разработки первой советской атомной бомбы, что в условиях войны и ограниченного времени кажется почти невозможным. Под руководством Курчатова в Москве открывается секретная Лаборатория №2, куда приглашаются выдающиеся умы страны. Курчатов настаивает на включении в проект дерзкого Фролова, который открыл спонтанное деление ядра, и радиохимика Карповой, находящейся в ссылке в Казахстане. Несмотря на сомнения в Наркомате Внутренних дел, их участие утверждают. Параллельно советская разведка активно ищет информацию о ядерных разработках за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, удачно передает в СССР важные сведения об атомном проекте союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит не только догнать Великобританию и США, но и выработать стратегию, позволяющую достичь ядерного равновесия в послевоенном мире, что становится вопросом выживания.