霍金（埃迪·雷德梅恩 Eddie Redmayne 飾）和簡（菲麗希緹·瓊斯 Felicity Jones 飾）相識於一場舞會上，兩人初次見面交談甚歡，頗有一番相見恨晚的意味。之後，霍金大膽的邀請簡參加舞會，二人以此爲契機，陷入了熱戀之中。
不幸的是，一次昏迷令霍金被確診患上了罕見的肌萎縮性側索硬化症（ALS），醫生坦言他只剩兩年的生命，被病魔折磨的霍金陷入了抑鬱之中，然而簡併沒有因此而拋棄他，恰恰相反，幾經波折之後，兩人踏入了婚姻的殿堂，簡還爲霍金生下了一個活潑可愛的孩子。霍金的身體迅速的虛弱下來，與此同時，他在學術研究上卻取得了一個又一個成就。爲了照顧霍金，簡心甘情願成爲了他「背後的女人」，但是，這也恰恰成爲了兩人幸福婚姻里的第一道裂縫。