Cambridge, 1963: Der hochbegabte Stephen Hawking ist seinen Physiker-Kommilitonen meilenweit überlegen und sucht gerade ein Thema für seine Doktorarbeit. Gefördert wird er dabei von seinem Professor Dennis W. Sciama, der Hawkings Genie erkennt und über die gelegentliche Zerstreutheit seines Studenten wohlwollend hinwegsieht.
Auch am gesellschaftlichen Leben nimmt Stephen teil und verliebt sich unsterblich in die Romanistikstudentin Jane Wilde. Die beiden werden ein Paar, das sich auf seine gemeinsame Zukunft freut, bis Stephen eine merkwürdige Muskelschwäche an sich entdeckt. Das Urteil der Ärzte ist vernichtend: Stephen hat die seltene Nervenkrankheit ALS und höchstens noch zwei Jahre zu leben. Obwohl Stephen versucht, Jane von sich fernzuhalten, um ihr so seinen langsamen Verfall zu ersparen, kommt es im Jahr 1965 zu einer Heirat.
Jane und Stephen nehmen gemeinsam den Kampf gegen seine Krankheit auf, schon bald bekommen sie ihr erstes Kind. Auch Stephens akademische Laufbahn geht weiter: Er stellt eine verblüffende Theorie nach der anderen auf und wird zu einer internationalen Berühmtheit. Doch sein körperlicher Zustand verschlechtert sich immer mehr, und Jane gerät schließlich an die Grenzen ihrer Belastbarkeit.