Die siebenjährige Mary wird von ihrem Onkel Frank großgezogen. Sie mag ihre einäugige Katze Fred und versteht sich sehr gut mit der Nachbarin Roberta, die öfter auf sie aufpasst. Ihre Mutter Diane beging kurz nach Marys Geburt Suizid. Sie war Mathematikerin und stand kurz vor der Lösung des Navier-Stokes-Problems, einem der sogenannten Millennium-Probleme. Auch Mary ist überaus intelligent. Obwohl Frank sich ihrer Hochbegabung bewusst ist, möchte er, dass sie eine … mehrnormale Kindheit erlebt und gleichaltrige Freunde gewinnt. Deshalb geht sie in die örtliche Grundschule, wo sie gleich am ersten Tag durch das mühelose Lösen komplizierter Rechenaufgaben auffällt. Ihre Lehrerin Bonnie Stevenson und die Schuldirektorin versuchen Frank vergeblich zu bewegen, sie auf eine renommierte Schule zu schicken, wo ihre Begabung gefördert werden kann. Daraufhin macht die Schulleiterin Franks Mutter Evelyn ausfindig. Obwohl sie ihre Enkelin nicht kennt, kommt sie angereist und möchte Mary zu sich nehmen. Bei einem zweitägigen Besuch bei Evelyn in Boston, wo sie auch einem Mathematik-Professor ihre Kenntnisse demonstrieren kann, ist Mary von der Umgebung zwar angetan, aber leben möchte sie bei der resoluten Großmutter nicht.

Es kommt zu einem Gerichtsstreit um das Sorgerecht. Evelyns Anwalt versucht, die Lebensverhältnisse bei Frank als unwürdig darzustellen. Eine Begebenheit, als Mary einen Mitschüler gegen einen 12-Jährigen verteidigte und diesem das Nasenbein brach, wird als negativ für ihre Entwicklung gedeutet. Auch Marys leiblicher Vater wird präsentiert, doch Franks Anwalt Cullen kann nachweisen, dass dieser noch nie Interesse an Mary gezeigt hat. Anhand eines Beispiels demonstriert Cullen, dass Evelyn es nicht um die Bedürfnisse des Kindes geht. Als Diane als 17-Jährige mit ihrem Freund heimlich zum Skifahren fuhr, zeigte Evelyn diesen wegen Entführung an und verbot ihr den weiteren Umgang mit ihm. Folge war ein erster Suizidversuch. Evelyn weist die Vorwürfe empört zurück, die Einzigartigkeit ihrer Tochter hätte nicht gefährdet werden dürfen. Schließlich einigen sich die Parteien auf einen Vergleich. Mary kommt zu einer Pflegefamilie, die eine halbe Stunde entfernt wohnt. Sie kann Frank regelmäßig besuchen. Wenn sie zwölf ist, kann ein erneuter Gerichtstermin beantragt werden, bei dem Marys eigener Wunsch berücksichtigt werde. Beim tränenreichen Abschied hält Mary Frank vor, sein Versprechen gebrochen zu haben, dass sie niemals vom ihm fort müsse.

Bei einem ersten Besuch wird Frank abgewiesen, da Mary eine Art Nervenzusammenbruch erlitten habe. Bonnie, mit der Frank mittlerweile befreundet ist, sieht auf einem Plakat Marys Katze Fred zur Adoption ausgeschrieben und informiert Frank. Dieser holt die Katze ab, kurz bevor sie eingeschläfert werden soll, und begibt sich mit Roberta wieder zur Pflegefamilie. Es stellt sich heraus, dass Evelyn sich im Gästehaus einquartiert hat und Mary dort von Privatlehrern unterrichtet wird. Frank zeigt Evelyn die Arbeit von Diane, mit der ihr doch die Lösung des Navier-Stokes-Problems gelungen ist. Sie hat sie Frank gegeben mit der Auflage, dass sie erst nach Evelyns Tod veröffentlicht werden dürfe. Frank ist jedoch überzeugt, dass Evelyn prädestiniert ist, die Arbeit ihrer Tochter zu präsentieren und gegen Skeptiker zu verteidigen. Evelyn zögert zunächst, willigt dann aber ein, diese Aufgabe zu übernehmen, und Mary wieder in die Hände von Frank zu geben.

Bonusmaterial:
Entfallene Szenen; Promo-Clips; Am Drehort: Begabt; Galerie; Original Kinotrailer; weniger