故事发生在公元4世纪的埃及。瑞切尔·威兹扮演埃及杰出的女数学家、占星家、哲学家“亚历山大城的海巴夏”（Hypatia of Alexandria），她致力于古代文明智慧的收集整理，却被当时逐渐兴起的基督教视为异教徒、眼中钉，最终被基督教暴民害死。迈克斯·明格拉扮演海巴夏的奴隶达乌斯，他一方面爱着自己的女主人，另一方面也希望加入基督教换取自由。然而这两者如水火一般不可交融，让他陷入深深的矛盾挣扎中。公元4世纪，罗马帝国日渐衰落，在亚历山大港，多神教的智者希帕提娅（蕾切尔·薇姿RachelWeisz饰）为弟子们授课。奥利斯蒂斯（奥斯卡·伊撒克OscarIsaac饰）对她频频示爱，甚至在剧院大胆表白；奴隶达乌斯（麦克思·明格拉MaxMinghella饰）也对她颇有好感，但因身份卑微无法启口。与此同时，基督教徒宣扬的自由，让达乌斯的信仰开始动摇，此举令他遭受鞭刑，是希帕提娅为他疗伤，抚慰了他的心灵。时局动荡，在多神教的挑动下发生暴乱，基督教转而取得优势，双方在亚历山大图书馆对峙。后来，接到了罗马统治者的号令，让多神教撤出图书馆，允许基督教徒进入，于是一场残酷的浩劫开始了……本片为第62届戛纳电影节的非竞赛展映片，取景地为马耳他的里卡所里堡，这里曾是《角斗士》和《特洛伊》拍摄地。希帕提娅原定由妮可·基德曼出演，但因其在《黄金罗盘》中饰演反派，遭到基督教徒反感，因此换角。
公元 391 年，亚历山大是罗马帝国的一部分，希腊哲学家希帕夏 (Hypatia)是柏拉图学派的老师，该学派培养未来的领导人。希帕夏 (Hypatia) 是亚历山大博物馆馆长席恩 (Theon)的女儿。希帕夏（Hypatia）、她父亲的奴隶达乌斯（Davus）和她的两个学生奥瑞斯忒斯（Orestes）和西尼修斯（ Synesius）沉浸在不断变化的政治和社会格局中。她拒绝了俄瑞斯忒斯的爱，因为她更愿意致力于科学。达乌斯 (Davus) 协助海帕夏 (Hypatia) 上课，并且对科学很感兴趣。他也暗恋着她。
与此同时，随着异教徒和基督徒发生冲突，社会动荡开始挑战罗马对该城市的统治。当基督徒开始口头侮辱异教神的雕像时，包括奥瑞斯忒斯和席恩在内的异教徒伏击了基督徒。然而，在接下来的战斗中，异教徒意外地发现自己在数量上被大批基督教暴民所击败。席恩受了重伤，希帕夏和异教徒们躲进了塞拉皮姆图书馆。罗马皇帝狄奥多西一世的特使结束了基督教对图书馆的围攻宣布赦免异教徒，但允许基督徒占有图书馆。希帕夏和异教徒一边逃跑，一边试图在基督徒占领图书馆并摧毁其中的藏品之前拯救最重要的卷轴。达乌斯选择加入基督教势力。后来他带着一把短剑回来并对希帕夏进行了性侵犯，但他开始哭泣并将剑递给她。然而，她摘下了他的奴隶项圈并告诉他他自由了。
几年后，俄瑞斯忒斯皈依基督教，成为亚历山大的长官。希帕夏继续研究太阳、月球、五个已知的“流浪者”（行星）和恒星的运动。一些基督徒嘲笑地球是一个球体的观点，认为远离顶部的人会从地球上掉下来。当他们问达弗斯他的意见是什么时，他通过说只有上帝知道这些事情来避免冲突。
希帕夏还研究了萨摩斯岛的阿里斯塔克斯提出的太阳系日心模型，方法是让一个物体从移动的船只的桅杆上掉落，这表明地球可能的运动不会影响下落的物体相对于地球的运动。地球上的物体。然而，由于宗教上反对日心说，基督徒现在禁止希帕夏在学校任教。基督徒和犹太人发生激烈冲突。
基督徒的领袖西里尔认为希帕蒂亚对奥瑞斯忒斯影响太大，并举行了一场公开仪式，旨在迫使奥瑞斯忒斯征服她。希帕夏的前学生、现任昔兰尼主教的西尼修斯以宗教权威的平衡者的身份来拯救她，但他说除非她接受基督教，否则他无法帮助她。她拒绝了。海帕蒂亚的理论认为，地球以椭圆轨道而非圆形轨道绕太阳运行，太阳位于其中一个焦点。西里尔让一群基督徒相信希帕夏是女巫，他们发誓要杀了她。达弗斯试图跑到前面警告希帕夏，但她被俘虏了。他们剥光了希帕蒂娅的衣服，准备活剥她的皮，直到达弗斯说服暴民改变主意，他们决定用石头砸死她。当暴民出去收集石头时，达弗斯掐死了她，以免她遭受被石头砸死的痛苦，并告诉暴民她晕倒了。当他们开始用石头砸死她时，达弗斯离开了。