북한의 수학천재 이학성(최민식). 학문의 자유와 아들의 행복을 위해 탈북했지만 일련의 사건을 통해 자신의 신분과 사연을 숨긴채 1%의 영재들이 모인 자사고 동훈고등학교에서 경비원으로 살아간다. 모든 학생들은 그를 ‘인민군’이라 부른다.

중학교 때까지 공부깨나 잘하던 한지우(김동휘). 6살 때 아버지를 교통사고로 여의고 홀어머니 밑에서 힘들게 자라나 사회적배려자 전형으로 자사고에 입학하지만 유독 수학만큼은 내마음처럼 안되더니 내신 9등급을 받는다. 성적이 나빠도 입시에 도움이 되는 사교육을 할 수 없는 경제적 사배자 전형 학생을 탐탁하게 여기지 않는 담임(박병은)은 한지우에게 수포자로 남지말고 일반고로 전학가서 좋은 내신을 받으라고 권유한다.
  영화 ‘이상한 수학자’는 위 수학천재 이학성과 수학9등급 학생 한지우가 우연히 풀기 어려운 수학문제지 한장으로 스승과 제자로 인연이 되지만 결국 서로에게 수학을 넘어 인생에 대해 깊은 고찰을 하게 만들고, 각자 증명해야할 본인들의 인생의 문제점을 풀수 있게 영향을 주며 성장하는 모습을 그리고 있다.

이학성은 빠르게 정답만 찾고자하는 현 입시에 물들어 있는 지우에게 정답을 빨리 찾는 것보단 답을 찾기위한 풀이 과정이 더 중요함을 가르치고, 틀린 문제에선 옮은 답이 나올 순 없다는 진리도 깨닫게 해준다. 그러면서 일반고로 전학을 고민하는 지우에게 이 학교에서 자신이 할 수 있는 것을 증명하여 전학을 가지 말라고 이야기한다.

피타고라스 어워드 준비가 한창인 학교. 스승인 이학성을 기쁘게 하기 위해 한지우가 전산실에서 수학논문을 몰래 프린트해서 나오는 모습이 담긴 CCTV 녹화본은, 돈을 위해 피타고라스 어워드 시험문제를 유출한 담임에게는 자신의 죄를 덮을 수 있는 기회가 된다. 결국 한지우를 범인으로 모는 담임. 결백을 주장하지만 아무도 사배자 전형을 믿어주지 않고 상처만 안고 학교를 떠날 위기에 처한 지우. 그런 지우를 남한과 북한의 서로의 잇속을 위한 주장속에 위기에 빠져있는 이학성이 몸을 숨기다 용기를 내어 학교에 나타나 지우의 혐의를 벗겨준다. 그리고 담임의 죄 또한 폭로한다.  그 후 이학성은 순수한 수학을 할 수 있는 나라로 떠나고, 그를 따르기 위해 더 열심히 공부하여 그가 있는 곳으로 따라가는 지우의 모습으로 영화는 끝이난다. 
  우리는 어쩌면 학생때뿐만 아니라 인생에서도 빠른 정답만을 찾기위해 살아가고 있는 것은 아닐까? 수학 문제에 답은 하나이지만 풀이과정이 아주 여러 가지이듯 우리의 인생도 한가지 과정만 있을 수 없다. 우리가 살아가고자 하는 세상이 혹시 답이 정해져 있다 하더러도 우리는 어떻게 살아가야하는가? 라는 삶의 방향성을 한번 더 고찰하게 된다.

수학을 잘하는 법은 수학이 잘 안풀릴 때 아! 어렵구나!! 하고 인정하고 내일 다시 도전할 수 있는 용기를 가지는 것이라고 이학성은 말한다. 그처럼 인생을 잘 사는 법도 오늘 일이 잘 안풀렸다면, 내일 다시 잘 해보자!! 하면서 도전 하는 용기를 가지는 것이 아닐까?

영화의 엔딩장면은 이학성이 가설을 증명하고 “Q.E.D”라는 라틴어 약자를 쓰는 장면으로 마무리된다. 삶에서 우리는 “이것으로 보여져야 할 것”을 증명하면서 살아간다면 삶의 의미를 더할수 있게 될 것이다.