À Londres, dans un futur indéterminé, un informaticien du nom de Qohen Leth vit dans une chapelle réaménagée en lieu d'habitation. Ne sortant de chez lui que pour aller travailler, il essaie tant bien que mal de se couper d'un monde bruyant à la joie agressive. Son supérieur, "Management", lui confie le projet secret "Zero Theorem" visant à déterminer si l'existence a un sens... Alors qu'il poursuit sa tâche, Qohen est perturbé dans sa solitude par deux personnages envoyés par Management : la mystérieuse Bainsley et Bob, le fils surdoué de Management.
