O Matemático conta a história de Stan Ulam (Philippe Tlokinski), um talentoso matemático judeu polonês de 30 anos que vive nos Estados Unidos nos anos 1942. Ele vê sua vida complicar quando perde uma bolsa de estudos na Universidade de Harvard. Seu melhor amigo, Johnny (Fabian Kociecki), oferece um emprego a ele, levando-o para o Novo México. Stan aceita e se muda com Fraçoise (Esther Garrel), uma mulher que conheceu e se casou. Cercado de cientistas inteligentes, Stan começa a trabalhar em um projeto ultrassecreto sobre uma bomba nuclear que pode explodir o mundo inteiro. Enquanto tenta ajudar a irmã presa na Polônia, Stan se junta a Johnny para criar o primeiro computador que da origem a Era Digital.
