L'avenir de Marguerite, brillante élève en Mathématiques à l'ENS, semble tout tracé. Seule fille de sa promo, elle termine une thèse qu’elle doit exposer devant un parterre de chercheurs. Le jour J, une erreur bouscule toutes ses certitudes et l’édifice s’effondre. Marguerite décide de tout quitter pour tout recommencer.
Will Hunting est un authentique génie mais également un rebelle aux élans imprévisibles. Il est né dans le quartier populaire de South Boston et a arrêté très tôt ses études, refusant le brillant avenir que pouvait lui procurer son intelligence. Il vit désormais entouré d'une bande de copains et passe son temps dans les bars a chercher la bagarre et à commettre quelques petits délits qui risquent bien de l'envoyer en prison. C'est alors que ses dons prodigieux en mathématiques attirent l'attention du professeur Lambeau, du Massachusetts Institute of Technology...
L'histoire de Katherine Johnson, Dorothy Vaughn et Mary Jackson, les cerveaux derrière le premier voyage spatial habité réussi par les Américains en 1962. Ces trois Afro-Américaines travaillaient pour la NASA et ont permis à l’astronaute John Glenn de réaliser son premier vol en orbite, tout juste 10 mois après le Russe Yuri Gagarine. Cet exploit a redonné confiance à l’Amérique et a relancé la course à l’espace entre les deux grandes puissances politiques de l’époque. Le trio visionnaire a su surpasser les questions raciales et de genre et a jeté les bases du programme spatial qui a abouti à la vision de Kennedy du premier homme sur la Lune.
En 1947, étudiant les mathématiques à l'université de Princeton, John Forbes Nash Jr., un brillant élève, élabore sa théorie économique des jeux. Pour lui, les fluctuations des marchés financiers peuvent être calculées très précisément. Au début des années cinquante, ses travaux et son enseignement au Massachusetts Institute of Technology ne passent pas inaperçus et un représentant du Département de la Défense, William Parcher, se présente à lui pour lui proposer d'aider secrètement les États‐Unis. La mission de John consiste à décrypter dans la presse les messages secrets d’espions russes, censés préparer un attentat nucléaire sur le territoire américain. Celui‐ci y consacre rapidement tout son temps, et ce au détriment de sa vie de couple avec Alicia. Ce job n'est toutefois pas sans risques : des agents ennemis surveillent ses moindres faits et gestes. Mais personne ne le croit.
Mary a sept ans et elle habite une maison modeste avec son oncle Frank et son chat à un oeil. Sa professeure remarque qu'elle est une enfant différente qui possède un don unique pour les mathématiques. Elle a hérité de ce talent de sa mère qui s'est suicidée. Mary est suffisamment douée pour fréquenter une école spéciale, ce que refuse Frank qui préfère que sa nièce ait une vie normale. Lorsque la grand-mère de la fillette exige sa garde afin de développer son plein potentiel, un combat juridique s'entame et il risque de détruire la famille à jamais.
Le film s'inspire de la remarquable histoire vraie du retraité Jerry Selbee, qui découvre une faille mathématique dans la loterie du Massachusetts et, avec l'aide de sa femme Marge, remporte des millions et se sert de l'argent pour faire renaître leur petite ville du Michigan.
1913. Modeste fonctionnaire de l'administration indienne, Srinivasa Ramanujan décide d'écrire à Geoffrey H. Hardy, l'un des plus célèbres mathématiciens de l'époque. Ce dernier, étonné par le talent spectaculaire de Ramanujan, décide de le faire venir en Grande-Bretagne. Il débarque à Cambridge et va devoir prouver aux plus grands mathématiciens de l'histoire, la véracité de ses recherches...
Jaime Escalante est professeur de mathématiques dans une école d'un quartier hispanique. Convaincu que ses élèves ont du potentiel, il adopte des méthodes d'enseignement non conventionnelles pour essayer de transformer les membres des gangs et les non-sceptiques en certains des meilleurs étudiants en algèbre et en calcul.
Dans un garage de banlieue, quatre ingénieurs passent leur temps libre à travailler sur des brevets qu'ils espèrent commercialiser pour leur propre compte. Deux d'entre eux, Abe et Aaron, développent en secret une machine capable de réduire la masse des objets. Ils vont alors découvrir une capacité inattendue de ce qu'ils appellent « la boîte ». L'échelle temporelle ne serait pas la même à l'intérieur et à l'extérieur. Ils s'empressent d'en construire un modèle suffisamment grand pour en expérimenter les effets sur eux-mêmes. Il leur suffirait, ont-ils calculé, de « reculer » chaque jour de quelques heures pour manipuler leurs placements boursiers selon les données déjà publiées avant l'expérience. Très vite, ils se sentiront dépassés par ce qui leur arrive.
Atteint d’une forme d’autisme qui le rend très sensible aux couleurs et aux motifs, Nathan voit son père mourir à ses côtés dans l’accident de leur voiture à l’âge de neuf ans. Malgré tous les efforts déployés par sa mère, Nathan ne trouve désormais du réconfort que dans les mathématiques, qu’il adore et pour lesquelles il affiche un don certain. À l’école, il bénéficie des services d’un tuteur, Martin Humphreys, qui lui apporte encouragement et soutien. Lorsqu’il est sélectionné pour faire partie de l’équipe britannique qui participera à un entraînement en vue des Olympiades internationales de mathématiques, Nathan s’envole pour Taïwan.
Max, brillant mathematicien, souffrant de migraines intolérables, est néanmoins sur le point de faire la plus grande decouverte de sa vie : décoder la formule numérique qui se cache derrière le marché des changes. C'est alors que tout bascule dans un immense chaos. Il est a la fois poursuivi par une grande firme de Wall Street qui souhaite dominer le monde de la finance, et par des cabalistes qui tentent de percer les mystères enfouis derrière les nombres secrets.
Un militaire déployé, Markus, rentre chez lui au Danemark après le décès de sa femme dans un accident de train. Il doit s'occuper de leur fille adolescente, Mathilde. Bientôt, Markus découvre que le déraillement ferroviaire qui a coûté la vie de sa femme n'est peut-être pas un malheureux accident...
La fille d'un mathématicien de génie doit surmonter le décès de son père qui souffrait également d'instabilité mentale. Elle tente d'y parvenir avec l'aide d'un ancien élève de son père qui vient chercher des preuves de son génie alors que sa soeur, qu'elle n'a pas vue depuis longtemps, débarque pour mettre de l'ordre dans les affaires du paternel.
Jean-Louis, un ingénieur d'une trentaine d'années, fervent catholique, s'installe à Clermont-Ferrand après un long séjour à l'étranger. Un jour, dans l'église où il assiste à la messe, il remarque Françoise, une jeune fille blonde, et décide dès lors qu'elle sera sa femme et qu'il lui sera toujours fidèle. Peu après, il rencontre un ami d'enfance, Vidal, communiste convaincu, qui l'invite à passer le dîner de Noël chez Maud, une jeune femme athée, divorcée et mère d'une petite fille. Jean-Louis se sent irrésistiblement attiré par cette femme si différente de lui. Après une longue conversation qui aborde de nombreux sujets, il passe la nuit chez elle…
Il rencontre Hak-sung, l'agent de sécurité de l'école, et lui demande de lui enseigner les mathématiques et de devenir son ami. Mais leur amitié est mise en péril après un incident à l'école.
La décision de la cour suprême indienne d'établir un système de ségrégation à l'emploi, basé sur les castes, crée un conflit entre un professeur et son mentor.
Jérome, qui est secrètement gay, tombe amoureux de Cédric, un membre de son équipe de basket, à qui il donne aussi des cours de mathématiques. Un jour, pendant les cours, Cédric se penche et l'embrasse sur la bouche...