Breakthrough erzählt die Geschichte der Suche eines abtrünnigen Wissenschaftlers nach einem Heilmittel für Krebs, die Krankheit, an der seine Mutter starb. Der Texaner Jim Allison ist ein Nobelpreisträger von 2018 für seine Entdeckung, wie man das eigene Immunsystem eines Krebspatienten dazu bringen kann, seine Krankheit zu besiegen, aber er führte jahrzehntelang einen oft einsamen Kampf gegen die schmerzhafte Skepsis des medizinischen Establishments.