霍金（埃迪·雷德梅恩 饰）与简（菲丽希缇·琼斯 饰）在一场舞会上结识，初次交谈便相谈甚欢，仿佛早该相识。随后，霍金勇敢地邀请简再次参加舞会，二人借此契机坠入爱河。 不幸降临，一次昏迷让霍金被诊断出患有罕见的肌萎缩性侧索硬化症（ALS），医生告知他仅剩两年生命。饱受病魔折磨的霍金陷入了抑郁。但简并未离他而去，几经周折，两人步入婚姻殿堂，简还为霍金生下了一个可爱的孩子。霍金的身体状况迅速恶化，然而在学术研究方面，他却接连取得成就。为了照料霍金，简心甘情愿成为他“背后的女人”，而这也成了他们幸福婚姻出现的第一道裂痕。