סטיבן הוקינג (אדי רדמיין) הוא סטודנט צעיר וחכם ללימודי קוסמולוגיה באוניברסיטת קיימברידג'. בזמן שהוא עוסק במחקריו על תיאוריית היקום ומכין את עבודת הדוקטורט שלו, מתגלה אצלו מחלת ניוון עצבי קשה שמאיימת לקחת את חייו בתוך שנתיים בלבד. במקום להתייאש, הוקינג מסרב לקבל את האבחנה הקשה ומחליט להיאבק על חייו ועל עתידו האקדמי. לצד הקריירה המדעית המתפתחת שלו, הוא פוגש את ג'יין (פליסיטי ג'ונס), צעירה חכמה ורגישה, שמחליטה לתמוך בו ולהיות לצדו בכל המאבקים. השניים מתחתנים ומקימים משפחה, בעוד הוקינג ממשיך לפתח את תיאוריית היקום שלו למרות המגבלות הגופניות ההולכות ומחמירות.
ג'יין נלחמת לא רק על אהבתה אלא גם על יכולתו של הוקינג להמשיך במחקריו ולהשלים את עבודת הדוקטורט שלו, שהופכת לסמל לנחישות ולכוח רצון בלתי מתפשר. הסרט מתאר את הקשיים היומיומיים, את ההתמודדות עם המחלה ואת הקשר האנושי העמוק בין הוקינג לג'יין, שמלווה אותו בכל שלב בדרך. ההישגים המדעיים של הוקינג, לצד ההתמודדות האישית עם מחלתו, מציירים סיפור מרגש על גבורה, אהבה ותקווה. למרות האתגרים, הוקינג מצליח להשלים את הדוקטורט שלו ולהפוך לאחד המדענים המובילים בעולם, כשהוא ממשיך להוכיח שהרוח האנושית יכולה לנצח גם את המגבלות הקשות ביותר. בהמשך דרכו, הוקינג ממשיך לפרסם מחקרים פורצי דרך בתחום הקוסמולוגיה, בין היתר על חורים שחורים ותיאוריות על התפשטות היקום. למרות ההידרדרות במצבו הבריאותי, הוא ממשיך להרצות ברחבי העולם ולהיות דמות מעוררת השראה לקהילה המדעית והציבור הרחב. ג'יין ממשיכה לתמוך בו, והם מתמודדים יחד עם האתגרים הנובעים מהמחלה, כולל הצורך בטיפול מתמיד ושימוש במכשירים טכנולוגיים מתקדמים לתקשורת. הסרט מציג גם את הקשיים הנפשיים והפיזיים של הוקינג, אך מדגיש את האופטימיות והנחישות שהובילו אותו להישגים יוצאי דופן. בסופו של דבר, סיפורו של הוקינג הוא עדות לכוח הרצון האנושי ולחשיבות התמיכה המשפחתית במסע חיים מלא אתגרים והצלחות.
