Catherine (Gwyneth Paltrow) heeft haar studies onderbroken om voor haar zieke vader (Anthony Hopkins) te zorgen die net als zij een wiskundig genie is. Wanneer hij sterft ontdekt ze dat hij de sleutel tot een belangrijke wetenschappelijke ontdekking heeft nagelaten. Samen met ??n van haar vaders oud-studenten (Jake Gyllenhaal) probeert ze deze puzzel op te lossen. Ondertussen komt ze tot het besef dat ze eigenlijk meer gemeen heeft met haar vader dan enkel maar haar wiskundig intellect.