สปอยหนัง Gifted อัจฉริยะสุดดวงใจ เรื่องราวเริ่มต้นขึ้น แฟรงก์ และ แมรี่ อาศัยอยู่ในบ้านหลังเล็กๆ กับ เฟร็ด แมวตาเดียว ในวันไปโรงเรียนวันแรก แฟรงก์ไปส่งแมรี่ที่ป้ายรถเมล์ หลังจากที่เธอจากไปแล้ว แฟรงก์ก็ได้พบกับ โรเบอร์ตา เพื่อนบ้านของเขา ซึ่งเธอได้บอกกับแฟรงก์ว่า ต้องทำบางอย่างเพื่อแมรี่ ไม่เช่นนั้นเขาจะสูญเสียเธอไป

แมรี่เริ่มต้นวันแรกของชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 ในชั้นเรียนคณิตศาสตร์ที่สอนโดย มิสบอนนี่ สตีเวนสัน บอนนี่ถามคำถามคณิตศาสตร์ขั้นพื้นฐาน อย่าง 2+2 3+3 ทำให้แมรี่แสดงอาการไม่พอใจ เพราะเธอมีความรู้ด้านคณิตศาสตร์ขั้นสูงกว่าคนอื่นๆ ในชั้นเรียน ครูให้แมรรี่คำนวณการคูณเลขที่ยากสำหรับเด็ก 7 ขวบ แต่เธอก็สามารถแก้ปัญหาการคูณได้ด้วยตัวเอง และยังระบุรากที่สองของตัวเลขได้ด้วย ต่อมาอาจารย์ใหญ่เดวิส เข้ามาในห้อง แมรี่ ก็ได้ตะโกนใส่เธอ บอกให้โทรหาลุงแฟรงก์ และพาเธอออกไปจากชั้นเรียน

เมื่อถึงเวลาเลิกเรียน แฟรงก์มารับแมรี่ ส่วนบอนนี่ ครูของเธอวิ่งออกมาคุยกับเขา พร้อมบอกว่าแมรี่เป็นอัจฉริยะ แต่แฟรงก์ บอกเพียงว่าเป็นวิธีคำนวณแบบ Trachtenberg ครูบอนนี่ได้ค้นหาเกี่ยวกับ แทคเทนเบิร์ก จึงพบว่า ไดแอน แม่ของแมรี่ เป็นอัจฉริยะทางคณิตศาสตร์ ที่มีทักษะทางสังคมที่แย่มาก เธอเสียชีวิตจากการฆ่าตัวตาย เมื่อตอนแมรี่อายุเพียงหกเดือน ต่อมา แมรี่อยู่บนรถโรงเรียนและเห็น จัสติน เพื่อนร่วมชั้นของเธอ เดินมาพร้อมกับภาพสามมิติในสวนสัตว์ เธอเห็นเด็กอีกคนที่ชื่อริกกี้ ขวางทางจัสติน ทำให้เขาล้ม แถมยังล้อเลียนเด็กชายผู้น่าสงสารต่อหน้าเด็กคนอื่น แมรี่เห็นแบบนั้น เธอได้หยิบหนังสือเรียนจากเด็กอีกคนแล้วฟาดหน้าริกกี้ จนจมูกของเขาหัก

แฟรงก์ถูกเรียกตัวเข้ามาหลังจากเหตุการณ์ดังกล่าว อาจารย์ใหญ่เดวิสคิดจะไล่แมรี่ออก แต่จากนั้นเสนอให้มอบทุนการศึกษาให้เธอเข้าเรียนที่ Oakes Academy for Gifted Education เนื่องจากแมรี่น่าจะเหมาะกับสภาพแวดล้อมนั้นมากกว่า แต่แฟรงก์ปฏิเสธเสียงแข็ง ในห้องเรียนแมรี่ขอโทษทั้งชั้นเรียน พร้อมชื่นชมภาพสามมิติของจัสติน ว่ามันยอดเยี่ยมมาก ต่อมา เอเวอลีน คุณยายของแมรี่มาเยี่ยมพวกเขา เธอได้มอบแล็ปท็อปให้แมรี่เป็นของขวัญ เธอต้องการมารับแมรี่ และมอบการศึกษาที่ดีที่สุดให้แก่เธอ เพื่อเพิ่มศักยภาพในอนาคตของเธอ จากนั้นแฟรงก์และเอเวลินก็ เกิดการต่อสู้แย่งชิงสิทธิ ในการดูแลแมรี่

ต่อมาในตอนเย็น แฟรงก์ทิ้งแมรี่ไว้กับโรเบอร์ตา แล้วออกไปดื่มกับบอนนี่ ในที่สุดทั้งสองก็นอนด้วยกัน ในเช้าวันรุ่งขึ้น แมรี่ก็ไปที่บ้านของเธอโดยเหตุจำเป็น ทำให้เธอเห็นบอนนี่ห่อผ้าปูที่นอนอยู่ที่นั่น แฟรงก์ดุแมรี่ที่ออกจากบ้านโรเบอร์ตามา ในวันหยุด และแมรี่ก็คิดว่าแฟรงก์ไม่ได้ใช้ชีวิตส่วนตัว เพราะเธอ ต่อมา เอเวลินพาแมรี่ไปบอสตัน เธอเล่าเกี่ยวกับงานวิจัยของไดแอนให้แมรี่ฟัง และเอเวลินได้พาแมรี่ไปพบกับเพื่อนร่วมงานของเธอ ซีย์มอร์ แชงค์แลนด์ เพื่อทบทวนสมการที่เขาพยายามแก้ แชงค์แลนด์เห็นแมรี่ดูสับสนกับงานของเขา ทำให้เขาเข้าใจว่าเธอยังไม่สามารถเข้าใจได้ในตอนนี้ แต่ในขณะที่เอเวลินกำลังพาออกแมรี่ไป แมรี่บอกว่า เธอสับสนเพราะสมการของแชงค์แลนด์ผิด แมรี่จึงได้กลับมาแก้สมการนั้นด้วยตัวเอง

ในระหว่างการพิจารณาคดีครั้งต่อไป แบรดลีย์ พอลลาร์ด บิดาผู้ให้กำเนิดของแมรี่ ได้เข้ามาให้การ แต่เขา ไม่รู้แม้กระทั่งชื่อกลางของเธอด้วยซ้ำ เมื่อแมรี่รู้ว่าพ่อของเธออยู่ใกล้ๆ แต่ไม่เคยสนใจเธอเลย เธอถึงกับร้องไห้ออกมา แฟรงก์และโรเบอร์ตา จึงพาแมรี่ไปโรงพยาบาลเพื่อดูครอบครัวหนึ่งที่รวมตัวกันเพื่อรอการเกิดของเด็กคนใหม่ แมรี่เห็นพวกเขาทุกคนในครอบครัวต่างก็ยินดี แฟรงค์บอกแมรี่ว่า ตอนที่เธอเกิดมาก็เป็นแบบนี้ และเป็นเขาเองที่ออกมาแจ้งข่าว แฟรงก์และเอเวลินกลับขึ้นศาล ไฮสมิธจับแฟรงก์ให้การเป็นพยาน และยืนกรานว่าแฟรงก์กำลังกีดกันแมรี่จากอนาคตที่อาจประสบผลสำเร็จ ต่อมาแฟรงก์ได้พบกับพ่อแม่อุปถัมภ์และเห็นว่าพวกเขามีบ้านและครอบครัวที่ดี เขาจึงตัดสินใจทิ้งแมรี่ไว้ที่นั่น และพวกเขาก็ร่ำลากันทั้งน้ำตา

หลังจากนั้นไม่นาน เมื่อแฟรงก์พยายามไปเยี่ยมแมรี่ แต่พ่อบุญธรรมบอกเขาว่าเธอไม่อยากเจอแฟรงก์ ต่อมาบอนนี่เจอใบปลิว ที่มีรูป เฟรด เธอจึงส่งภาพไปให้แฟรงก์ ดูเหมือนว่าเขาจะรู้ว่าเกิดอะไรขึ้น เขาจึงไปที่สถานสงเคราะห์สัตว์ เพื่อเอาตัวเฟร็ดกลับมา ต่อมาแฟรงก์ไปที่บ้านอุปถัมภ์ เพื่อพาตัวแมรี่กลับไปอยู่ด้วย และได้ทิ้งงานของไดแอนเกี่ยวกับปัญหาเนเวียร์-สโตกส์ ที่เสร็จสมบูรณ์แล้ว ให้เอเวลินด้วย

เอเวลินคิดว่ามันเป็นของปลอม เพราะถ้าหากไดแอนทำมันได้สำเร็จ เธอคงอยากให้มันถูกตีพิมพ์โดยเร็ว แต่แฟรงก์เล่าว่า ไดแอนขอไม่ให้ผลงานตีพิมพ์จนกว่าเอเวลินจะเสียชีวิต แฟรงก์บอกว่าเขาจะตีพิมพ์ผลงานโดยมีเงื่อนไขว่าเอเวลินต้องสละสิทธิ์ในการดูแลแมรี่ให้กับแฟรงก์ ไม่เช่นนั้นงานจะไม่ได้รับการตีพิมพ์ จนกว่าเธอจะตาย แฟรงก์จากไป และทำเอาเอเวลินถึงกับหลั่งน้ำตา แมรี่กลับบ้านกับแฟรงก์ และเธอก็ได้เริ่มเรียนหลักสูตรในมหาวิทยาลัย และหลังเลิกเรียนแฟรงก์ก็ได้พาเธอไปที่สวนสาธารณะ เพื่อร่วมกิจกรรมกับนักเรียนคนอื่นๆในวัยเดียวกัน