מקסימיליאן כהן (שון גילט) הוא מתמטיקאי גאון שפורסם לראשונה כבר בגיל 16 וקיבל תואר דוקטור בגיל 20, לאחר לימודים בקולומביה. הוא חי חיים מבודדים כמעט לחלוטין בדירתו, מתמודד עם התקפי פרכוסים, התעלפויות והזיות שמלוות בפרנויה קשה. מקס סובל מבעיות ראייה חמורות שנגרמו בילדותו, כשכמעט איבד את עינו בגיל שש בעקבות חשיפה לשמש, אך למרות שהחזיר לו הראייה, השינוי שחל בה השפיע עליו עמוקות. הוא נוטל תרופות רבות כדי לנסות לשלוט במצבו הבריאותי, אך המאבק הפנימי שלו רק מתעצם. מקס נמנע מקשרים חברתיים כמעט לחלוטין, למעט שכנתו דבי ומנחהו סול רובסון, שהן הקשרים האנושיים היחידים שמחזיקים אותו. הסרט עוקב אחר התהליך שבו מקס מנסה לפצח דפוס מתמטי מסתורי שיכול להסביר את כל העולם, אך ההתעמקות במחקריו מקרבת אותו לאובדן שליטה על מציאותו. ההתמודדות עם ההזיות, הפחדים והבדידות מחלחלת בכל היבט בחייו, והוא נאלץ להתמודד עם השאלה האם הידע שגילה הוא מתנה או קללה. ככל שמקס מתקרב לפתרון, הלחץ והסכנות סביבו גוברים, והוא מוצא את עצמו במאבק לא רק עם תעלומת המספרים, אלא גם עם עצמו. הסרט מציג את סיפורו של אדם שנאבק למצוא משמעות וסדר בעולם כאוטי, כאשר הגבול בין גאונות לשיגעון מטשטש יותר ויותר. בה בעת, מקס נאלץ להתמודד עם קבוצות שונות שמנסות לנצל את הגילוי שלו, כולל ארגונים דתיים ומוסדות פיננסיים, שמאמינים שהמספר שגילה יכול לשנות את העולם. הלחץ והאיום החיצוני מגבירים את מצבו הנפשי, והוא מחפש מפלט בהרהורים פילוסופיים ובלימוד מעמיק של תורת המספרים. הסרט מדגיש את הקונפליקט בין הרצון האנושי לשלוט בידע לבין הסכנות הטמונות בו, ומעלה שאלות על הגבולות בין תבונה, אמונה והרס עצמי. בסופו של דבר, מקס מבין שהחיפוש אחר אמת מוחלטת עלול להיות הרסני, ומחליט לבחור בדרך שתשמור על שפיותו ועל האנושיות שבו. הסרט משאיר את הצופה עם תחושת אי וודאות עמוקה לגבי טבע היקום והיכולת האנושית להבין אותו במלואו.
