No auge da Guerra Fria, um soldado perturbado forma um triângulo amoroso proibido com um ousado piloto de caça e sua parceira em meio do ambiente perigoso de uma base da força aérea soviética.

Baseado na biografia de Stephen Hawking, o filme mostra como o jovem astrofísico (Eddie Redmayne) fez descobertas importantes sobre o tempo, além de retratar o seu romance com a aluna de Cambridge Jane Wide (Felicity Jones) e a descoberta de uma doença motora degenerativa quando tinha apenas 21 anos.