보스톤 남쪽의 빈민가에 살고 있는 윌 헌팅은 MIT 공대에서 교실 바닥청소일을 할 때 말곤 대학 근처에도 가본 적이 없는 청년이지만 어떤 분야든 혼자서 책을 통해 깨우치는 청년. 어느날 MIT의 수학교수 램보가 학생들에게 노벨상을 수상한 교수들조차 혀를 내두를만큼 어려운 문제를 내는데 윌이 이 문제를 단숨에 풀어낸다. 그러나 그토록 머리가 비상하지만 사회에 길들여지지 못한 윌은 불같은 성질에 자신조차 제어하지 못할 정도의 반항적 기질을 지니고 있어서 폭행사건으로 재판을 받고 수감될 위기에 처한다.
이 때 그의 뛰어난 머리를 아깝게 여긴 수학교수 램보가 자신의 책임하에 그의 연구를 돕고 정신과 치료를 병행한다는 조건으로 윌을 석방시킨다. 하지만, 어린시절의 누구에게도 사랑받지 못한 상처 때문에 남에게 쉽게 마음을 열지 못하는 윌은 심리치료사를 만나는 족족 두손 들고 포기할 정도로 그들을 질리게 만들고 이에 다급해진 램보는 대학시절 룸메이트였던 숀 맥과이어 교수에게 부탁하기에 이른다.
숀과 처음 만나던 날, 그 명석한 머리로 숀의 상처를 들추어내며 가슴 아프게 만든 윌. 하지만 숀은 이런 윌의 모습을 보고, 윌에게 부족한 건 타인의 사랑이며 그 때문에 정신적 성장에 장애를 겪고 있음을 간파한다.
하버드 의대에 다니는 총명한 여자친구 스카일라가 있었지만, 버림받을 것을 두려워한 윌이 그녀를 떠남으로써 관계를 마감하기도 했다. 숀은 이런 윌의 어리석음을 호되게 꾸짖고, 윌은 자신을 진심으로 대하는 숀 또한 사랑하는 아내를 잃은 슬픔에 잠겨있다는 것을 알게 되는데…
