En 1978, Arno Penzias et Robert Wilson se rendent à Stockholm pour recevoir le Prix Nobel de physique. Ils racontent à des journalistes l’histoire de leur découverte, en 1965, du bruit fossile de la création de l’univers il y a 15 milliards d’années. Parallèlement, en 1963, en Angleterre, un jeune étudiant en cosmologie nommé Stephen Hawking apprend qu’il est atteint de la maladie de Charcot. Hawking n’a plus que deux ans à vivre. Malgré sa maladie, qui le handicape de plus en plus, il se lance dans une recherche acharnée. Il va tenter de démontrer que la théorie de l’état stationnaire de l’univers est fausse et que le monde a eu un commencement : le big bang…
Lorsqu’il fait la connaissance de Maria Altmann, un jeune avocat de Los Angeles est loin de se douter de ce qui l’attend… Cette septuagénaire excentrique lui confie une mission des plus sidérantes : l’aider à récupérer l’un des plus célèbres tableaux de Gustav Klimt, exposé dans le plus grand musée d’Autriche, dont elle assure que celui-ci appartenait à sa famille ! D’abord sceptique, le jeune avocat se laisse convaincre par cette attachante vieille dame tandis que celle-ci lui raconte sa jeunesse tourmentée, l’invasion nazi, la spoliation des tableaux de sa famille, jusqu’à sa fuite aux Etats-Unis. Mais l’Autriche n’entend évidemment pas rendre la « Joconde autrichienne » à sa propriétaire légitime… Faute de recours, ils décident d’intenter un procès au gouvernement autrichien pour faire valoir leur droit et prendre une revanche sur l’Histoire.