このレビューはネタバレを含みます
7歳になるメアリー・アドラーは、フロリダ州タンパ近くの小さな町で、叔父のフランク、隻眼のネコ・フレッドと一緒に暮らしている。メアリーの親友は近所に住む中年女性のロバータであった。学校初日、メアリーは算数の授業で驚くべき数学の才能（ギフテッド）を見せ、担任教師のボニー・スティーヴンソンを驚嘆させる。当初、メアリーはごく普通のクラスメートたちに不満の声を漏らしていたが、飼い猫のフレッドや同級生を虐める上級生を殴りつけたお陰で親しくなっていく。フランクは校長から、メアリーを奨学金付きでギフテッド向けの私立学校に入学させるよう勧められるが、これを断る。フランクの姉ダイアンはかつて、ミレニアム問題のひとつであるナビエ–ストークス方程式の解明まで一歩に迫るほどの天才数学者として将来を嘱望されていたが、ある日自ら命を絶ってしまった。その苦い経験から、フランクはメアリーを普通の女の子として育てる決心を固めていたのである。
ここで、メアリーの祖母・フランクの母であるイヴリンが、孫をマサチューセッツ州に連れて行こうとし、思わぬ横槍が入ることになる。自身も数学者だったイヴリンは、孫も娘と同じ天才で、才能を伸ばすためには最高の教育が必要だと考えていたが、フランクは姉ダイアンの望みは娘が普通の生活を送ることだと主張する。フランクとイヴリンの対立はついに法廷に持ち込まれることになり、その過程で敗北によりメアリーの親権を失う可能性を恐れたフランクは、イヴリンとの和解を決める。フランクは親権を保持したままメアリーを里子に出し、イヴリンが推薦する私立学校に通えるようにすることに同意した。里親の家はフランクの家から車で25分ほどの距離にあったので、フランクは定期的にメアリーに会うことができた。和解条件には、メアリーが12歳になったとき、彼女は自分の意志でフランクと里親のどちらと暮らすかを選択できるという条項があった。フランクは嫌がるメアリーを猫のフレッドと一緒に里親に預けることになる。
事態は一件落着したかに見えたが、ある日ボニーが動物愛護センターのポスターに載るフレッドを見つけ、フランクに知らせる。彼はイヴリンが和解条件を破ったことを知り、安楽死寸前だったフレッドを救って、その足でロバータと里親の元へ急ぐ。自分でメアリーを教えようとするイヴリンに、フランクは姉ダイアンがナビエ–ストークス方程式を解きながらも、厳格な母の死まで公表するなと頼み込んでいたことを明かす。フランクはメアリーの養育権と引き換えに論文を発表することを申し出る。
その後、メアリーは再びフランクと暮らすことになり、大学レベルの授業を受けつつも、放課後には元の学校の生徒たちと遊ぶ様子が描かれる。
