1963-ban a hírneves Cambridge-i Egyetemen Stephen Hawking, az ifjú kozmológus öles léptekkel halad a tudomány útján, és feltett szándéka, hogy talál egy egyszerű, meggyőző magyarázatot az univerzumra. Saját világa is kitárul, amikor fülig beleszeret egy bölcsész lányba, Jane Wilde-ba. Ám egy szerencsétlen baleset után ez az egészséges, aktív fiatalember 21 évesen megrázó diagnózissal kénytelen szembesülni: motoros neuronbetegség támadta meg végtagjait és képességeit, amely fokozatosan korlátozni fogja beszédében és mozgásában, és két éven belül bele fog halni.

Stephen Hawking, a világhírű fizikus-csillagász tudós ugyanannak a tanszéknek a vezetője Cambridge-ben, amely valamikor Sir Isaac Newtoné volt. Teljesítményét Einsteinnel veti össze a tudományos közvélemény. Hawking az Univerzum keletkezését és megszűnését, a fekete lyukakat, a teret, az időt, a téridőt kutatja. Tudományos nézeteit az e portréfilm címével azonos, óriási nemzetközi sikert elért könyvében is kifejtette. A filmben barátai, családjai, munkatársai elbeszéléséből bontakozik ki a tudós gondolkodásmódja és élettörténete.