Donald Morton (Josh Hartnett) es un taxista con Síndrome de Asperger y lleva a dos pasajeros japoneses y a su cacatúa mascota por Spokane, Washington. Distraído, choca con la parte trasera de una furgoneta de una floristería, dañando su stock. Sin inmutarse, Donald y su cacatúa toman sus compras y se van, abandonando su taxi y pasajeros. Lleva sus compras al grupo de autoayuda para adultos autistas. Antes de dirigirse al parque para encontrarse con otro grupo autista, les dice a los miembros que reúna a las mujeres y él reunirá a los hombres para practicar contando historias personales, pero se distrae realizando sumas matemáticas de los números decrecientes de los microondas. Nota que Isabelle Sorenson (Radha Mitchell), que también tiene Asperger, un nuevo nombre, se ha inscrito y le dice a Gracie que la deje ir primero.

En el parque, Isabelle cuenta a las mujeres un recuerdo de la infancia: vio que sus padres estaban felices de que un olímpico batiera un récord, así que para complacerlos, y tomando lo que escuchó literalmente, rompió sus discos de música. Donald cuenta su historia a los hombres sobre su habilidad para hacer sumas complejas, pero no pudo hacer amigos. Isabelle continúa contando cuando fue violada al hacer autostop. Esto hace que Gracie se ría maníacamente. Escuchado por Donald, intenta calmar a una enojada Isabelle y descubren que tienen mucho en común y se agradan mutuamente.

Después de que Isabelle habla con Gregory (John Carroll Lynch), un hombre también en el grupo que toma notas en un bloc de notas, él llama a Donald para preguntarle si Isabelle podría acompañarlo a una fiesta de Halloween en su nombre. Sin embargo, antes de que Donald tenga la oportunidad, Isabelle invita a Donald a almorzar. Van al zoológico al día siguiente, donde Isabelle pide a Donald que la acompañe en lugar de Gregory. Acuerdan encontrarse disfrazados la noche de Halloween. Donald se viste de ballena pero decide no asistir, dejando finalmente a Isabelle, vestida de Mozart, esperando. Ella va a su apartamento y deciden dar un paseo por la ciudad y hablar hasta que salga el último autobús, cuando comparten su primer beso.

Inseguro de cuándo llamar, Donald deja varios mensajes en su teléfono; finalmente ella responde y van al parque de atracciones. Durante un juego de lanzamiento de anillos, el tintineo de los anillos golpeando las botellas y el sonido de una campana hacen que Isabelle grite y se desplome en el suelo. Donald la lleva de vuelta a su sucio apartamento y acuerdan dormir juntos. Al día siguiente en el grupo de autoayuda, Gregory acusa a Donald de explotar su posición para favores sexuales. Mientras tanto, Isabelle se ocupa esperando con Bronwin (Erica Leerhsen), una de las miembros más jóvenes del grupo que recientemente se enteró de que su padre tiene cáncer de sangre, hasta que sus padres la recojan.

Isabelle toma la libertad de limpiar el apartamento de Donald mientras él va de compras. Cuando regresa, se horroriza al ver que todo es diferente; las pilas de periódicos están ordenadas, la comida podrida del refrigerador ha sido tirada y tiene una nueva cortina de ducha y una tapa de inodoro. Se enoja con Isabelle por cambiar todo, diciendo "me robaste la vida" antes de irse de nuevo, aunque Isabelle pensó que le gustaría. Más tarde, deja varios mensajes de disculpa en el teléfono de Isabelle. Al día siguiente, va a la peluquería donde Isabelle trabaja como estilista para disculparse en persona, e Isabelle lo perdona, mientras lo presenta como su novio al personal y sus compañeros de trabajo.

Isabelle muestra a Donald un tejado abandonado, llamándolo un lugar donde las personas que no saben dónde pertenecen pueden pertenecer. Sugiere que pueden comprar una casa juntos y su terapeuta ha organizado una entrevista de trabajo para un puesto de analista estadístico en una universidad. Él consigue el trabajo y se mudan a su nueva casa, haciéndola suya.

Donald le dice a Isabelle que quiere que todo esté bien para cuando su jefe, Wallace (Gary Cole), venga a cenar. Creyendo que él piensa que ella no mantiene la casa bien, Isabelle molesta a Donald dejando las mascotas sueltas, para sorpresa de Donald cuando regresa, y mantiene un comportamiento extrovertido y cuenta sus planes descabellados para la casa. Donald explota, preguntándose cómo van a pagar todo eso, lo que lleva a los dos a discutir, pero cuando Isabelle dice que ambos están locos, él responde diciéndole que ella está más loca, lo que lleva a ella a echarlo de la casa. Se queda con Gregory en su casa, y después de escuchar un mensaje lloroso de que el conejo de Isabelle, Bongo, ha muerto, corre a consolarla. Isabelle sugiere que deberían ser solo amigos.

Donald invita a Isabelle a un restaurante, donde le propone matrimonio, para consternación de Isabelle. Ella se va abruptamente a casa y sobredosis con un medicamento de venta libre. Donald regresa justo a tiempo para llevarla al hospital, donde el psiquiatra de Isabelle le aconseja que la deje sola, probando su fuerza de voluntad para abstenerse de llamarla.

Donald ve a Isabelle salir de la universidad y la sigue hasta el tejado abandonado, donde dice que lo único bueno que le quedaba por darle era no llamar, para descubrir que Isabelle estaba esperando su llamada y lo extrañaba. Expresan su amor verdadero con un abrazo y un beso. La película termina con la feliz pareja, ahora casada, en su hogar, disfrutando de una cena de Acción de Gracias con los miembros del grupo de autoayuda.