ホーキング博士（エディ・レッドメイン）とジェーン（フェリシティ・ジョーンズ）は、初めて会ったときとても楽しい会話をしていたが、会うのが遅すぎたことを後悔しているようだった。その後、ホーキング博士は大胆にもジェーンをダンスに誘い、二人はこれを機に恋に落ちた。残念なことに、ホーキング博士は昏睡状態になった後、稀な筋萎縮性側索硬化症（ALS）と診断され、その病気に悩まされていたホーキング博士は余命2年であることを認めたが、ジェーンはそうではなかった。それどころか、紆余曲折を経て、二人は結婚の宮殿に入り、ホーキングにとって元気で可愛い子供も産んだ。ホーキング博士の体は急速に衰弱していきましたが、同時に学術研究でも次々と成果を上げました。ジェーンはホーキング博士の世話をするために、自ら進んでホーキング博士の「陰の女」になったが、これが二人の幸せな結婚生活に最初の亀裂を入れることにもなった。