Di pesta ulang tahunnya yang ke-21, Stephen Hawking bertemu Jane Wilde dan langsung ada chemistry di antara mereka. Jane tertarik dengan cara Stephen membahas bintang dan alam semesta. Namun, semuanya berubah saat Stephen tiba-tiba tak bisa berdiri. Pemeriksaan di rumah sakit membawa kabar berat, Stephen didiagnosis motor neurone disease, dan dokter memprediksi ia mungkin hanya bertahan hidup sekitar dua tahun.

Stephen kembali ke Cambridge, tapi hidup kampus terasa berjalan tanpa dirinya. Ia kesulitan menentukan topik disertasi PhD, sementara teman- temannya tenggelam dalam dunia akademik. Ia menolak bantuan dosen pembimbingnya, Dennis Sciama, dan mulai terpuruk. Di tengah kondisi itu, hanya pertemuannya dengan Jane dan keyakinan Jane padanya yang membuat Stephen tetap bertahan.

Saat itu, teori kosmologi yang dominan adalah Steady State, yang menyatakan bahwa alam semesta tidak punya awal maupun akhir. Teori ini dipopulerkan oleh Profesor Fred Hoyle, ilmuwan blak-blakan asal Yorkshire yang juga sering tampil di TV. Stephen mendapat kesempatan membaca makalah Hoyle sebelum dipresentasikan di Royal Society.

Setelah memeriksa perhitungannya, Stephen menemukan kesalahan dan secara terbuka menantang Hoyle setelah ceramah selesai. Aksi ini bikin geger departemen, tapi juga memicu kepercayaan diri Stephen untuk mulai mengerjakan risetnya sendiri.

Tak lama kemudian, Stephen dikenalkan pada pendekatan baru oleh fisikawan Roger Penrose. Penrose menggunakan topologi, cara berpikir tentang bentuk alih-alih rumus, untuk memahami alam semesta. Pendekatan ini cocok untuk Stephen yang mulai kesulitan menulis.

Penrose meneliti nasib bintang yang sekarat dan menemukan bahwa bintang yang runtuh bisa menjadi sangat padat hingga membentuk black hole, dengan inti yang disebut singularity. Ide inilah yang akhirnya mengarahkan Stephen pada topik PhD-nya.

Stephen memang sejak awal meragukan Steady State Theory, dan kini ia melihat kemungkinan bahwa alam semesta sebenarnya punya awal. Meski Sciama awalnya skeptis, ia tetap mendukung dan senang melihat Stephen kembali bersemangat.

Di sisi lain, kondisi fisik Stephen terus menurun, menulis, berjalan, dan berbicara semakin sulit. Namun kini ia punya tujuan hidup yang jelas. Dengan dukungan Jane, Stephen memasuki fase baru, bahkan melamar Jane sebagai bentuk tekadnya untuk terus bertahan dan melawan takdir.