Es ist 1962 und die USA befinden sich mit der Sowjetunion in einem erbitterten Wettkampf, den ersten Menschen in den Weltraum zu befördern.

Katherine Johnson, Dorothy Vaughan und Mary Jackson sind drei afroamerikanische Mathematikerinnen und arbeiten gemeinsam für die West Area Computing Unit. Dort arbeiten sie in der Abteilung Colored Computers, wo sie Berechnungen für die NASA durchführen. In einer männlich, weiß geprägten Arbeitswelt sehen sich die drei Frauen mit vielen Hürden konfrontiert. Doch durch ihren brillanten Verstand steigen sie schnell in der Hierarchie der NASA auf und sichern sich einen Platz in der amerikanischen Geschichte.

Der Film beruht auf wahren Begebenheiten und basiert auf dem gleichnamigen Buch der US-amerikanischen Autorin Margot Lee Shetterly. Der Film beschreibt das außergewöhnliche Leben von Katherine Johnson, Dorothy Vaughan und Mary Jackson die als „Colored Computers“, aufgrund der damaligen Rassentrennung, in einer eigenen Abteilung der NASA arbeiteten. Sie wurden als Computer (compute = engl. berechnen) bezeichnet, weil sie schwierige mathematische Berechnungen ohne bzw. mit wenigen Hilfsmitteln lösten. Ohne ihre und die Arbeit vieler anderer afroamerikanischer Frauen bei der NASA wäre die bemannte Raumfahrt nicht möglich gewesen.