Will Hunting, pemuda 20 tahun asal South Boston, adalah jenius matematika otodidak yang baru saja dibebaskan bersyarat setelah menjalani penjara. Ia bekerja sebagai petugas kebersihan di MIT dan menghabiskan waktu luangnya minum-minum bareng teman-temannya, Chuckie, Billy, dan Morgan.

Suatu hari, Profesor Gerald Lambeau menempelkan soal matematika teori graf super sulit di papan tulis sebagai tantangan untuk mahasiswa pascasarjanya. Tanpa diketahui siapa pun, Will berhasil memecahkan soal itu, mengejutkan semua mahasiswa dan Lambeau.

Sebagai tantangan balasan, Lambeau memasang soal yang lebih rumit lagi. Suatu malam, ia menangkap Will menuliskan solusi di papan tulis, tapi awalnya mengira Will sedang merusaknya dan mengusirnya. Di bar, Will bertemu dengan Skylar, wanita Inggris yang akan lulus dari Harvard dan berencana kuliah kedokteran di Stanford.

Akankah Will bisa menghadapi tantangan hidupnya sambil mengembangkan bakat matematika yang luar biasa, dan bagaimana hubungannya dengan Skylar akan mempengaruhi masa depannya?