《天才少女》围绕着天才小女孩玛丽展开。玛丽年仅七岁，却展现出了超乎常人的数学天赋。她的舅舅弗兰克独自抚养着她，希望她能像普通孩子一样快乐成长，拥有正常的童年。然而，玛丽的外婆伊芙琳发现了她的天赋后，执意要将玛丽培养成数学界的顶尖人才，为此与弗兰克产生了激烈的冲突。外婆认为玛丽的天赋不应被埋没，而弗兰克则担心过度开发会让玛丽失去童年的快乐。在这场争夺玛丽抚养权的斗争中，各方都在为了自己认为对玛丽好的方式而努力。最终，在经历了一系列的波折后，玛丽得以在亲情与天赋发展之间找到平衡，继续健康快乐地成长。