Albert Einstein, le génie des sciences physiques, se souvient de sa jeunesse et de ses années d'étudiant à Munich et à Zurich dans les années 1890...

Après de violentes disputes avec Mileva Maric, la seule fille de sa classe à l'école Polytechnique de Zurich, Albert Einstein tombe amoureux de cette étudiante déterminée. Tandis que leur relation passionnée attise leur curiosité et leur amour réciproque pour la science, leur insouciance attire l'attention de monsieur Weber, le professeur de physique très strict d'Einstein...

Récemment diplômé, Albert Einstein s'efforce de joindre les deux bouts, de décrocher un poste d'universitaire et d'aider sa femme. Un événement tragique survient...

Tout en travaillant au bureau des brevets de Berne, Albert Einstein brûle la chandelle par les deux bouts aux côtés de sa nouvelle femme, Mileva, en écrivant quatre articles, parmi lesquels celui expliquant le principe de la relativité restreinte. L'un de ces articles attire l'attention du célèbre physicien théoricien Max Planck...

Grâce à ses nouvelles qualités d'enseignant, Albert Einstein commence enfin à vivre la vie académique dont il rêvait, tandis qu'il développe la théorie de la relativité générale...

Après avoir déménagé sa famille à Berlin pour le travail et pour se rapprocher d'Elsa, sa nouvelle passion amoureuse, Albert Einstein expose sa nouvelle théorie de relativité générale. Il sollicite l'aide d'un astronome pour photographier une éclipse solaire en Russie, mais l'expédition tourne mal. La liaison d'Einstein est moins secrète que ne l'espérait Elsa, et risque de mettre à mal sa réputation. Elle pose un ultimatum à Einstein : divorcer de Milena ou la perdre pour toujours...

La tentative d'Albert Einstein de marquer l'histoire scientifique est compromise en raison de son été de santé. Pendant ce temps, le patriotisme ambiant du début de la guerre a corrompu Fritz Haber, l'un de ses amis les plus proches, mettant leurs idéaux en concurrence. Dans l'effort de guerre allemand, Albert est le seul scientifique à refuser l'appel aux armes...

En tentant de partir pour les Etats-Unis suite à la montée du nazisme, Albert Einstein et sa femme Elsa découvrent que leurs visas ont été refusés par le département d'état des Etats-Unis, car les opinions politiques d'Einstein ont attiré les soupçons de J. Edgar Hoover, le directeur du F.B.I. À quelques jours de leur départ, Einstein doit convaincre le consulat américain d'Allemagne qu'il ne représente aucune menace pour le pays...

Elsa et Albert Einstein s'installent aux Etats-Unis en essayant de sauver ceux qu'ils ont laissé derrière eux. Bien que la physique quantique continue de le contrarier, son attention est mobilisée par la fission de l'atome en Allemagne nazie. Lorsqu'un événement tragique survient, Einstein trouve du réconfort dans les bras d'une Russe dont les intentions sont troubles...

Après le lancement de la bombe atomique et la fin de la Seconde Guerre mondiale, Albert Einstein endosse son rôle de citoyen du monde, à la fin de sa vie. Ayant été impliqué avec des armes nucléaires, il culpabilise et concentre ses efforts sur la prévention de nouvelles guerres, tout en continuant sa quête de découverte des lois de la physique. Il a un regain d'inspiration lorsqu'un jeune voisin lui demande de l'aider pour ses devoirs, lui rappelant la joie que lui a procuré la science...