na 21 urodzinach Stephena Hawkinga poznaje nową przyjaciółkę, Jane Wilde. Jane jest zaintrygowana rozmową Stephena o gwiazdach i wszechświecie, ale zdaje sobie sprawę, że z Stephenem jest coś bardzo nie tak, gdy nagle odkrywa, że nie jest w stanie wstać. Pobyt w szpitalu skutkuje przerażającą diagnozą. Stephen cierpi na chorobę neuronów ruchowych i lekarze nie spodziewają się, że przeżyje dłużej niż dwa lata. Stephen wraca do Cambridge, gdzie nowa kadencja rozpoczęła się bez niego. Ale nie może ukryć się przed rzeczywistością swojego stanu poprzez pracę, ponieważ nie może znaleźć przedmiotu do doktoratu. Podczas gdy jego koledzy rzucają się w życie akademickie i studenckie, życie Stephena wydaje się być zawieszone. Odrzuca pomoc swojego przełożonego Dennisa Sciamy i popada w depresję. Tylko okazjonalne spotkania Stephena z Jane i jej wiara w niego zdają się utrzymywać go na powierzchni. Dominującą teorią w kosmologii w tym czasie jest Steady State, która dowodzi, że wszechświat nie miał początku – zawsze istniał i zawsze będzie – a Steady State jest zdominowany przez profesora Freda Hoyle ’ a, prostego Yorkshiremana i jednego z pierwszych ekspertów science TV.
Stephen dostaje wczesny wgląd w referat Hoyle ’ a, który ma być przedstawiony na wykładzie Royal Society. Pracuje nad obliczeniami, identyfikuje błąd i publicznie konfrontuje się z Hoyle ’ em po tym, jak wielki człowiek skończył mówić. Rząd powoduje zamieszanie w Wydziale, ale, co ważniejsze, wydaje się, że daje Stephenowi pewność siebie, aby rozpocząć własną pracę. Niemal w tym samym czasie Stephen zostaje wprowadzony do nowego sposobu myślenia o swoim temacie przez innego fizyka, Rogera Penrose ’ a. Topologia jest podejściem, które wykorzystuje pojęcia kształtu, a nie równań do myślenia o naturze wszechświata, a to okazuje się być idealnym narzędziem dla Stephena, który zaczyna mieć trudności z pisaniem. Wielką pasją Penrose ’ a jest los umierających gwiazd. Kiedy gwiazda zbliża się do końca życia, zaczyna zapadać się w siebie. Jego obliczenia sugerują coś niezwykłego. Zapadanie się umierającej gwiazdy wydaje się trwać w nieskończoność, aż gwiazda będzie nieskończenie gęsta, tworząc czarną dziurę w przestrzeni. A w sercu tej czarnej dziury, jak pokazuje Penrose, jest coś, co naukowcy nazywają osobliwością. To właśnie prowadzi Stephena do tematu doktoratu. Zawsze miał drobny sceptycyzm wobec teorii stanu stacjonarnego, a teraz może zacząć dostrzegać sposób na Wyjaśnienie rewolucyjnej i wysoce kontrowersyjnej idei, że wszechświat mógł mieć początek. Sciama jest sceptyczny, ale wspierający-cieszy się, że jego uczeń jest rozpalony i gotowy do pracy. Tymczasem Stan Stephena nadal się pogarsza, pisze i chodzi z trudem, a jego mowa zaczyna się bełkotać. Ale teraz skupia się na swojej energii i przy wsparciu Jane wchodzi w nową fazę. On również zobowiązuje się do swojego związku z nią, prosząc ją o rękę i czyniąc to, wykazując niepokorną determinację, aby przetrwać.
z rozpalonym umysłem Stephen zaczyna pracować nad konsekwencjami odkrycia Penrose ’ a i zaczyna do domu nad ideą osobliwości. Z niezwykłym wglądem – prawdziwym momentem Eureki-zadaje sobie pytanie: co by się stało, gdybyś sprawdził matematykę Penrose ’ a od tyłu? A co, jeśli coś rozpadnie się w nicość, to co, jeśli nicość eksploduje w coś? A co jeśli zastosujesz to nie do gwiazdy, ale do całego wszechświata? Odpowiedź: wszechświat naprawdę mógł powstać w Wielkim Wybuchu. W końcu Stephen wkracza w okres gorączkowej pracy naukowej. Stosuje twierdzenie Penrose ’ a o zapadaniu się gwiazd do samego wszechświata. Uzasadniając wiarę Sciamy w niego, tworzy Doktorat o prawdziwym blasku i głębokich implikacjach. W teorii, przynajmniej, wielki wybuch mógł się wydarzyć. Dwa lata po wstępnej diagnozie Stephen nie tylko nadal żyje, ale również przyczynił się do wielkiego przełomu naukowego, który zrewolucjonizował sposób myślenia o wszechświecie. Dziś naukowy konsensus jest taki, że wszechświat zaczął się od Wielkiego Wybuchu: miliardy lat temu kosmiczna eksplozja stworzyła przestrzeń i czas.
Drugorzędna, przeplatana fabuła podąża za innym, ale powiązanym poszukiwaniem naukowym. Nieznany Hawkingowi, tuż po zdiagnozowaniu go w 1963 roku, dwaj amerykańscy naukowcy rozpoczęli własną misję naukową. Ich badania miały na celu stworzenie twardych dowodów na poparcie teoretycznej pracy Hawkinga. Arno Allan Penzias i Robert Woodrow Wilson spotykamy w pokoju hotelowym w Sztokholmie w 1978 roku. Udzielają wywiadu na temat swojego odkrycia w przeddzień otrzymania Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Opisują, jak na wzgórzach nad New Jersey skanowali niebo za pomocą radioteleskopu i zaczęli odbierać dziwny sygnał radiowy z kosmosu. Z czasem obaj naukowcy zdali sobie sprawę, że wykryli pozostałość ciepła pierwszej, starożytnej eksplozji, która stworzyła wszechświat. Znaleźli fizyczny dowód Wielkiego Wybuchu.