«Лаборатория №2» — историческая драма, основанная на событиях Второй мировой войны, в которой советский режим ставит перед собой амбициозную задачу — создать атомную бомбу в условиях кризиса и войны. В 1943 году, когда Советский Союз оказывается в разгаре войны, Берия поручает своему заместителю Всеволоду Замятину собрать команду ученых, чтобы разработать первое ядерное оружие.
Под руководством Игоря Курчатова, ведущего физика того времени, в Москве начинает работать секретная Лаборатория №2, в которую входят лучшие умы со всего Союза. Курчатов решает привлечь к проекту двух ученых с необычными судьбами: дерзкого и самоуверенного Виктора Фролова, открывшего спонтанное деление атомного ядра, и радиохимика Ирину Карпову, отправленную в ссылку в Казахстан. Несмотря на подозрения со стороны Наркомата Внутренних дел, просьба Курчатова выполняется, и они начинают свою работу.
Параллельно с этим, советская разведка работает над добычей научных данных о ядерных исследованиях союзников. Агент Екатерина Лазарева, бывшая возлюбленная Фролова и опытный физик, передает в СССР ключевую информацию, которая позволяет значительно ускорить разработки. Эти данные становятся решающим моментом, когда Советский Союз стремится догнать Великобританию и США в гонке за ядерным оружием и добиться равновесия в послевоенном мире.
