Film jest oparty na bestsellerowej książce autorstwa jednego z najbardziej znanych kosmologów naszych czasów - Stephena Hawkinga oraz fizyka Leonarda Mlodinowa opublikowanej w 2010 roku pod tym samym tytułem. Autorzy odkrywają w niej największe tajemnice Wszechświata w poszukiwaniu odpowiedzi na pytania nurtujące ludzi od wieków. Część trzecia filmu jest próbą przedstawienia spójnej teorii, która wyjaśniałaby naturę wszystkich zjawisk fizycznych zachodzących w kosmosie. Badania zapoczątkowane przez Isaaca Newtona, a póxniej kontynuowane przez Jamesa Clerka Maxwella, jak nigdy wcześniej przybliżyły ludzkość do jej stworzenia.