伊丽莎白·哈蒙是一场车祸的幸存者，而她更喜欢别人叫她贝丝，因为只有母亲爱丽丝这么叫她。在她的记忆里，车祸前，母亲含泪说的最后一句话，就是闭上眼睛。她不会将这句遗言告诉任何人，不会让任何人知道这个秘密。在五六岁的时候，贝丝就知道母亲是名数学博士，写有多部著作并获奖，这在二十世纪六十年代是非常罕见的。但高智商往往伴随着某些缺陷，母亲神经质般的精神状态导致父亲离去。贝丝一直与母亲生活在简陋、狭小的拖车里，还经常为母亲的自杀倾向担忧。

终于，在贝丝九岁时，母亲选择极端的方式结束了生命。贝丝被送去肯塔基州的“梅休因之家”女童孤儿院，在那里，她有了自己的床。话语不多的贝丝不会想到自己的第一个朋友会是黑人女孩乔琳，乔琳生性叛逆，绝对算不上好女孩。贝丝从她那学到的第一个诀窍就是把绿色胶囊的维生素留到晚上吃。所谓的维生素，其实是政府允许孤儿院使用的镇静剂。首次服用后，贝丝便觉得头重脚轻，感官变得尤为敏感，大半个白天都晕晕乎乎，这才明白了乔琳的意思。

每周都会有一次测验，学习考试的内容对贝丝来说太简单，每次都能提前完成。而她得到的奖励就是到地下室，清洁黑板擦。地下室是管理员夏贝先生堆放杂物的地方，贝丝总能看到他坐在昏暗的电灯下，对着一副棋盘沉思。看了几次后，贝丝就摸清了棋盘上每个棋子的行子规律。从那之后夜晚，她服下绿色胶囊，躺在床上，天花板上摇曳的树枝倒影会变成棋盘。她也不明白，为何那些黑白方格会如此吸引自己。

到了周日，又是颂唱圣诗的时间。贝丝找借口溜到地下室，想下一盘棋。但夏贝先生不认为一个从未接触过棋盘的小女孩会下棋，只能是浪费时间。直到贝丝准确说出每一个棋子的行子规则，夏贝才抱着试试看的心态，允许贝丝坐到自己对面。

贝丝首次下棋，夏贝仅用四步就将了她的军。这叫四步将杀，也是常用于对新手的开局。贝丝不仅没有气馁，反而渴望探知国际象棋中的玄妙。她不再每日服用绿色胶囊，偷偷存放在漱口杯里，等到周日对弈后再一次服用。在天花板上的棋盘里，反复复盘，构思对策。

贝丝沉迷在学棋之中，却不了解棋盘上的礼仪。一次，被夏贝轻易吃掉皇后，她不愿就此认输。见夏贝拒绝余下的棋局，她忍不住说了句从乔琳那学来的脏话。贝丝并不太清楚那句话的具体含义，却的确惹恼了夏贝。连续几个星期，地下室的门都反锁着，贝丝失望而归。

夏贝还是原谅了贝丝，每周的对弈再次开始。夏贝没想到贝丝的棋艺并没有生疏，反倒有所精进。他哪会想到，贝丝每晚都在大脑里摆着棋盘，一次又一次的训练着。三个月过后，夏贝已觉得有些力不从心。再过一个月，已经轮到夏贝推倒国王认输。贝丝的天赋让夏贝惊叹，便开始系统教授国际象棋的规则，还送给她一本《现代象棋开局》。贝丝从书中找到了更广阔的天地，如饥似渴的学习不同开局。天花板上那张想象出来的棋局也变得更加复杂，贝丝则乐此不疲。

夏贝自知不再是贝丝的对手，请来了邓肯高中棋社教练甘兹先生。贝丝没有给甘兹保留颜面，之后同时对弈夏贝、甘兹也没有什么难度。甘兹惊讶之余，恳请孤儿院院长，让贝丝每周四到邓肯高中参加棋社交流。

交流会是与棋社内十二名佼佼者同时对战，恰在此时，政府出台新规，禁止再让儿童服用镇静剂。每天的维生素里没有了绿色胶囊，贝丝出现戒断反应，脾气变得急躁。在前往交流会前，乔琳拿出自己保存的最后两颗胶囊，悄悄塞在贝丝手里。这场交流会，贝丝大杀四方，轻松得连她自己都有点意外。

可没有了绿色胶囊，贝丝就像丢了魂一般，脑海中的棋盘变得凌乱不堪。在一个电影之夜，她溜进地下室，取出螺丝刀。趁其他人专心致志观看电影时，撬开医务室的窗户。她抱起盛放绿色胶囊的大药罐，贪婪的抓起一把塞进嘴里。装满了身上所有口袋后，她仍不知足的抱着药罐爬出窗户。院长的怒斥声在空荡荡的大厅响起，贝丝却已经意识不到了。她眼神迷离，仿佛听到母亲的呼唤，嘴角含笑摔倒在地。药罐从怀中跌落，一颗颗胶囊滚落在地面，贝丝呆呆的看着它们，慢慢闭上了双眼。