Tiré d'un best-seller, L'Hypothèse amoureuse raconte l'histoire d'Olive (Lili Reinhart), une étudiante en doctorat qui embrasse impulsivement Adam Carlsen (Tom Bateman), le professeur le plus intimidant de son département. L'expérience qu'ils mettent ensuite en place et qui consiste à inventer une fausse alchimie entre eux pourrait bien finir par révéler des atomes plus que crochus.
