La storia della vita di Stephen Hawking (Eddie Redmayne), scienziato affetto da atrofia muscolare progressiva e figura importante nello studio dei buchi neri, della cosmologia e della teoria generale della relatività, e del suo rapporto con la moglie Jane (Felicity Jones).

Una donna misteriosa in fuga e l'intraprendente faccendiere incaricato di catturarla. Le loro due storie uniche si collegano indissolubilmente, mentre la posta in gioco nell'inseguimento raggiunge proporzioni apocalittiche.