在一片宁静祥和的英国乡村中，博物学家查尔斯·达尔文（由保罗·贝坦尼饰演Paul Bettany）和他的妻子女儿们享受着安宁的日子。他那尚不满十岁的长女安妮拥有一颗充满好奇的心灵，父亲细致地向她传授自然科学知识以及进化论的理念。虽然当时人们普遍认为上帝创造了世间万物，但这并未减弱安妮思想中的质疑力量，这使得她在家中遭受了严厉指责甚至被惩罚，连母亲——热爱丈夫并支持他工作的艾玛女士（詹妮弗·康纳利饰Jennifer Connelly）也未能完全理解和认同他所追求的思想探索。更为沉重的是，在失去刚成年的女儿安妮之后，家庭失去了最大的支柱之一；这也让达尔文推进自己重要作品《物种起源》手稿修正的过程变得更加困难曲折……此影片基于达尔文三代外孙兰德尔·凯恩斯（Randal Keynes）撰写的小说《安妮的箱子》改编而来。