London, 1910. Katharine Hilbery (Haley Bennett), Enkelin eines angesehenen Dichters, verachtet Lyrik, schwärmt für Mathematik und tut alles, um der Liebeaus dem Weg zu gehen. Als ihr Vater (Timothy Spall) sie bei einer Veranstaltungder Astronomischen Gesellschaft erwischt, die nur Männern vorbehalten ist, verlangt er, dass sie ihre wissenschaftlichen Ambitionen aufgibt und ihrenältesten Freund William (Jack Whitehall) heiratet. Doch dann lernt Katharinebei einer Teeparty die temperamentvolle Frauenrechtlerin Mary (Lily Allen)kennen. Und stolpert dabei über Ralph Denham (Elyas M’Barek), einen charmantenEditor aus der Arbeiterklasse, der sievöllig aus dem Konzept bringt. Als ein Komet an der Erde vorbeizieht und einschwerer Schicksalsschlag die Familie trifft, wenden sich die romantischenVorzeichen. William verliebt sich Hals über Kopf in Katharines Cousine Cassandra (Camilla Borghesani), während Katharine Ralphs Anziehungskraft nichtlänger ignorieren kann. Schließlich muss sie erkennen, dass Wissenschaft dochnicht ihre einzige Leidenschaft ist – und dass die größte Entdeckung nicht am Himmel, sondern direkt vor ihren Augen wartet.