В 1942 году, в напряженной атмосфере Второй мировой войны, Берия ставит перед своим заместителем Замятиным задачу, которая кажется практически невыполнимой: создать группу ученых для разработки первой советской атомной бомбы. В условиях военного давления и временного дефицита, команда лучших умов страны начинает свою работу в Секретной Лаборатории №2 под предводительством Курчатова. Он, осознавая всю сложность задачи, решает привлечь к проекту дерзкого Фролова, который уже сделал значительный вклад в науку, и радиохимика Карпову, оказавшуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на негативное отношение некоторых правительственных структур, его настойчивость оказывается успешной.
Параллельно с усилиями ученых, советская разведка активно разыскивает информацию о ядерных исследованиях западных союзников. Екатерина Лазарева, бывшая физик и бывшая возлюбленная Фролова, рискует всем, чтобы доставить советским специалистам критически важные данные. Этот шаг становится переломным, поскольку Советскому Союзу необходимо добиться ядерного равновесия с Великобританией и США в грядущем послевоенном мире. Научные изыскания переплетаются с политическими интригами и опасными шпионскими операциями, на кону стоят жизни и судьбы людей, вовлеченных в этот рискованный, но жизненно важный проект.