В 1943 году, под руководством Лаврентия Берии, его заместитель Всеволод Замятин начал собирать группу научных специалистов для создания первой атомной бомбы в Советском Союзе. В условиях войны времени было крайне мало, а ресурсы были сильно ограничены, что существенно усложняло задачу. В Москве, под руководством Игоря Курчатова, работала строго засекреченная Лаборатория №2, где собрались ведущие ученые страны. По инициативе Курчатова к проекту присоединились двое выдающихся, хотя и неоднозначных исследователей: Фролов, известный своими исследованиями в области спонтанного деления атомного ядра, и Карпова, которая в то время находилась в ссылке в Казахстане.
В то же время советская разведка получила важные данные о ядерных исследованиях на Западе. Агент Екатерина Лазарева, в прошлом физик и бывшая возлюбленная Фролова, передала в СССР сведения, которые могли значительно повлиять на расстановку сил в ядерной гонке. Перед Советским Союзом стояла задача не отставать от Великобритании и США в надвигающемся ядерном противостоянии.