1942 год стал знаковым для советской науки. Лаврентий Берия поручил своему заместителю Всеволоду Замятину собрать выдающуюся команду ученых с целью разработки первой советской атомной бомбы. Эта амбициозная задача, поставленная в разгар Второй мировой войны, казалась почти невыполнимой, особенно с учетом жестких сроков. В Москве, под руководством Игоря Курчатова, начала свою деятельность засекреченная Лаборатория №2, объединившая ведущих специалистов со всех уголков Советского Союза.
Курчатов смог убедить Замятина включить в проект двух ученых: дерзкого и уверенного в себе Фролова, который ранее совершил открытие спонтанного деления ядра, а также радиохимика Карпову, находящуюся в ссылке в Казахстане. Несмотря на то что Наркомат Внутренних дел выражал сомнения относительно Фролова и Карповой, просьба Курчатова была удовлетворена.
Параллельно с научной работой, советская разведка прилагала усилия для получения необходимых научных данных из-за рубежа. Агент Екатерина Лазарева, бывшая физик и, по совместительству, возлюбленная Фролова, успешно передала в СССР ключевую информацию о ядерных разработках союзников. С этого момента перед Советским Союзом встала задача догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерное равновесие в послевоенном мире.