在風景如畫的英國鄉村,自然學家查爾斯·達爾文(保羅·貝坦尼飾)與妻女過著恬靜生活。他十歲的大女兒安妮(瑪莎·威斯特飾)對世界充滿好奇,達爾文便教予她自然和科學知識,其中包括他的進化論。在世人普遍信奉上帝創造萬物的時代,女兒口中的進化論被視為危險異端,導致她被家庭教師體罰。達爾文深愛的妻子艾瑪(詹妮弗·康納利飾)因信仰沖突無法認同丈夫的觀念與研究。更令達爾文受創的是,安妮因病早夭,失去精神支柱后整理《物種起源》手稿的工作變得舉步維艱。在羅素教授(杰瑞米·諾森飾)等學者的敦促下,達爾文最終完成并出版劃時代著作,其顛覆性理論在科學界引發震動。本片改編自達爾文第三代玄孫蘭德爾·凱恩斯的傳記小說《安妮的盒子》,展現這位科學先驅在家庭情感與學術探索間的掙扎歷程。