В 1942 году Берия поручил своему заместителю, Всеволоду Замятину, сформировать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Эта задача была крайне сложной из-за военного времени и жестких дедлайнов. Под руководством Игоря Курчатова в Москве начала функционировать секретная Лаборатория №2, где работали выдающиеся умы со всего Советского Союза. Курчатов настаивал на включении в проект двух специалистов: амбициозного Фролова, известного своим открытием спонтанного деления ядра, и радиохимика Карпову, которая находилась в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, их участие было утверждено. В то же время советская разведка активно занималась сбором научной информации за границей. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и близкая подруга Фролова, успешно передала в СССР ключевые данные о ядерных проектах союзников. С этого момента Советский Союз стремился догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.
