В 1943 году, в разгар глобального конфликта, заместитель руководителя НКВД Всеволод Замятин сталкивается с непростой задачей: сформировать команду выдающихся учёных для создания первой советской атомной бомбы. Ограниченные ресурсы и сжатые сроки делают проект крайне сложным. В Москве в секретной Лаборатории №2 начинается работа под руководством Игоря Курчатова, привлекающего лучшие научные таланты страны. По его инициативе в проект включены два выдающихся специалиста: Фролов, известный своим открытием спонтанного деления ядер, и Карпова, пребывающая в ссылке в Казахстане.
Параллельно советская разведка активно собирает критически важные данные о западных ядерных исследованиях. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и близкая подруга Фролова, передаёт в СССР важные сведения, которые могут существенно изменить динамику гонки вооружений. Перед Советским Союзом стоит задача догнать Великобританию и США, чтобы удержать позиции в ядерном соперничестве.
