Londres, 1910. Katharine Hilbery (Haley Bennett) hace todo lo posible por evitar el amor y el matrimonio, especialmente si el candidato es William (Jack Whitehall), un viejo amigo de la familia elegido por sus padres. Cuando su padre, el señor Hilbery (Timothy Spall), la descubre asistiendo a una conferencia de astronomía exclusiva para hombres, la obliga a abandonar sus investigaciones científicas y aceptar la propuesta de matrimonio de William. Katharine conoce a Mary (Lily Allen), una sufragista de espíritu libre que la anima a solicitar el ingreso en Cambridge y a perseguir su pasión por la astronomía.