外婆给玛丽带来了高级的苹果电脑和各种深奥的数学方程式，这让对数学有着浓厚兴趣的玛丽，异常的兴奋。
出身剑桥数学系高材生的外婆，经济实力和社会资源都比舅舅好太多了。
她带着玛丽去度假，让她看到了梦寐以求的钢琴，还带着她去了全球顶尖学府——麻省理工学院，请那里的数学教授给玛丽出题，结果，玛丽呈现的数学天赋把外婆和教授双双震惊。
看着历史上最伟大的数学家们的照片，玛丽两眼发亮，放出豪言“也许有天我的照片也会挂到上面。”
外婆很想把玛丽带走，培养成数学天才，实现自己多年来的愿望——解出世界性数学难题。
但舅舅弗兰克坚决不答应，于是，他们开始打官司争夺玛丽的抚养权。
与其说，这是一场抚养权的争夺战，不如说是两种不同的教育观念和方法的PK。
“虎妈”外婆坚持走精英教育路线，为了将孩子培养成数学天才，很少顾及孩子的感受，强势剥夺孩子童年，而舅舅则主张放养教育，只要孩子快乐就好。
然而，这两种教育观似乎都有失偏颇，连法官都无法做出判决，只好把玛丽先判给了一个寄宿家庭抚养。
分离时，玛丽哭着恳求弗兰克不要抛下她，可是，对于法院的判决，弗兰克也只能忍痛无奈执行。
在寄养家庭，不死心的外婆，竟然偷偷瞒着玛丽舅舅，把玛丽心爱的小猫咪狠心送走，还给她请了几个数学老师，整天关在小房间里学习数学。
以为自己被弗兰克抛弃的玛丽，绝望之极，只能任由外婆摆布。
不久，弗兰克终于察觉到外婆背后做的一切，他非常愤怒，带着黛安的遗物——世界性数学难题的解题报告，出现在外婆面前。
一开始，外婆整个人都愣住了，没想到黛安早就解出了世界性难题，却因为出于对自己的怨恨和报复，一直隐藏，甚至留下遗愿，等自己死后才公布！
想到自己一直以来的精心培养，却把女儿推向了死亡的深渊，她痛哭流涕。
经历了这一次的短暂分离，而弗兰克也开始质疑自己，坚持让玛丽过普通人的生活，真的是正确的吗？会不会毁了她的人生？
一番挣扎、思考后，弗兰克把玛丽送进了天才学校，和成年人一起，接受与她能力匹配的教育。
放学后，他依然带着玛丽去公园找同龄人玩、出海、逗猫，让她享受普通孩子该有的童年生活。
