コンピューターに支配された近未来。世間に馴染めず孤独を生きる天才コンピューター技師コーエン(クリストフ・ヴァルツ）は、荒廃した教会に一人で住み、人生の意味を教えてくれる電話が鳴るのを待ちながら、謎の数式“ゼロの定理”の解明に挑んでいた。そんなある日、パーティーに連れ出されたコーエンはそこで魅力的な女性ベインスリー(メラニー・ティエリー）と出会う。強引なベインスリーに最初は戸惑うコーエンだったが、次第に彼女に惹かれ、彼の人生は大きく変動し始める。やがて、会社の社長の息子でコーエンと同じコンピューターの天才であるボブ(ルーカス・ヘッジズ)との交流、そしてベインスリーとの恋を通じてコーエンは生きる意味を知ることとなるが……。