В 1942 году, на фоне непрекращающихся страстей Второй мировой войны, одной из ключевых задач становится создание первой советской атомной бомбы. Под давлением времени и военных условий, Берия поручает своему заместителю Замятину сформировать команду ученых, способную справиться с этой практически невыполнимой задачей. Секретная Лаборатория №2, возглавляемая Курчатовым, становится центром интенсивных исследований. Понимая всю сложность порученной работы, Курчатов решает привлечь к проекту талантливого Фролова и радиохимика Карпову, оказавшуюся в ссылке. Несмотря на негативное отношение ряда государственных структур, его упорство и решимость приносят результаты, и команда начинает двигаться к своей цели.
Тем временем, за кулисами научной работы развертывается активная деятельность советской разведки, целью которой является сбор информации о ядерных разработках западных союзников. В этом опасном контексте оказывается Екатерина Лазарева, бывшая физик и любовница Фролова. Рискуя собственной жизнью, она принимает решение предоставить советским исследователям жизненно важные данные, что становится судьбоносным шагом для страны. Столкновение научных амбиций с политическими интригами и шпионскими операциями создает на фоне интенсивного научного прогресса атмосферу настойчивости и риска, в которой на карту поставлены не только карьеры, но и судьбы людей, вовлеченных в этот проект, имеющий значение для будущего всей нации.