影片背景设置在11世纪的波斯，一位英国人为了学习医术掩盖其天主教徒的身体，加入了伊斯巴罕一所只招收犹太人的医学院。他治随的老师名叫阿维森纳，是历史上著名的犹太科学家、思想家和医生。阿维森纳的著作达200多种，最著名的有《哲学、科学大全》，在当时是高水平的百科全书；另一部 巨著是《医典》，直到17世纪西方国家还视为医学经典，至今仍有参考价值。《神医》结合史诗与虚构，展现了在那个被愚昧和迷信统治的世纪里一群人探索真知的无畏精神。

Solomon Northup（切瓦特·埃加福特 Chiwetel Ejiofor 饰）本来是一个自由人，以演奏小提琴为生，有一个妻子和两个孩子，生活其乐融融。不料他却被两个白人以为马戏团表演伴奏所骗，去了华盛顿，一觉醒来发现自己成了黑奴。起初他被卖给了Ford先生（本尼迪克特·康伯巴奇 Benedict Cumberbatch 饰），在庄园里当奴隶。不久又被卖给了素有“黑奴终结者”之称的Epps先生（迈克尔·法斯宾德 Michael Fassbender 饰），他在种植园里日复一日地采摘棉花，也目睹了许多黑奴的悲剧。12年过去了，他始终没有放弃重回自由人的希望，直到遇到了一个思想进步的人士——木匠Bass先生（布拉德·皮特 Brad Pitt 饰）。Solomon是否能结束他身为奴隶的命运？                                                                      　　本片根据Solomon Northup的真人真事改编。

小小少年T.S. 斯派维（凯尔·凯特莱特 Kyle Catlett 饰）生于蒙大拿州一个偏远牧场，他有一颗聪明绝顶的大脑，酷爱制图学和科学图解，年仅十岁就发明了永动机。他的父亲（考乐姆·吉斯·雷尼 Callum Keith Rennie 饰）是个狂热的牛仔迷，搜集关于西部牛仔的一切；母亲（海伦娜·伯翰·卡特 Helena Bonham Carter 饰）是一位生物学博士，潜心投入到昆虫研究中；而姐姐则是一个最普通不过的正常人，她常常为生在这个一屋子怪人的家里而烦恼。T.S.原本还有一个异卵双胞胎弟弟雷顿，去年死于一场意外。                                                                      　　这天，T.S.接到一个来自史密森学院的电话，告知他被授予了世界科学大奖贝尔德奖，并邀请他到华盛顿演讲。于是，十岁的科学奇才T.S.斯派维，偷偷爬上了货运火车，独自踏上了穿越美国的奇异旅行。