Dans les années 1920, un couple de « gens de couleur » vit avec ses quatre enfants dans une modeste ferme. La benjamine, Katherine, montre, dès son plus jeune âge, des capacités exceptionnelles en mathématiques, se questionne sur des questions telles que « quelle est la distance entre la Terre et la Lune ? ».
Ce roman historique décrit son ascension à la NACA puis à la NASA dans une Amérique où les droits des Noirs et des femmes restent à conquérir.
En 1962, l’astronaute John Glenn refuse de décoller avant qu’elle ait vérifié en personne les calculs des ordinateurs.
Et en 1969, c’est elle qui détermine les trajectoires de la mission Apollo 11 au cours de laquelle Neil Armstrong marche sur la Lune.