De licht autistische tiener Nathan (Asa Butterfield) trekt zich, na de plotselinge dood van zijn vader, terug in zijn eigen wereldje. Anderen houdt hij op afstand, zelfs zijn moeder Julie (Sally Hawkins). Met liefde en genegenheid kan hij niet overweg, het enige dat hij begrijpt is wiskunde. Niet lang na dit verlies wordt hij vanwege zijn talent voor wiskunde gekoppeld aan de leraar Mr. Humphreys. Een paar later weet hij een plek te bemachtigen in de Britse ploeg voor de Internationale Wiskunde Olympiade. Als lid van een team, dat ook nog eens een grote kans heeft de Olympiade te winnen, lijkt Nathans leven voorgoed te veranderen. Hierin ligt ook de uitdaging, aangezien Nathan moet omgaan met andere jongeren, met name zijn Chinese tegenhangster Zhang Mei weet hem te raken op een manier die voor hem onbekend is.
X+Y maakt, na een korte intro over Nathan zijn jonge jaren, snel een sprong naar het moment van late puber. Hierdoor mis je een groot deel van de ontwikkeling van Nathan en met name de relatie die hij met Mr. Humphreys opbouwt. Aan de andere kant hebben de makers het risico van melodrama weten te voorkomen, want het gaat in deze film vooral om de ontwikkeling van Nathan en hoe de personen het dichtst om hem heen hiermee omgaan. Asa speelt Nathan op een heel natuurlijke wijze en weet overdreven trekjes gedurende de gehele film te voorkomen. Hierdoor ga je als kijker Nathan meer als persoon zien dan als autist. De bijrollen worden ook uitstekend vertolkt waarbij vooral Sally Hawkins als Nathan zijn moeder heel sterk overtuigt in haar pogingen een band op te bouwen met Nathan, die na de dood van zijn vader nooit tot stand is gekomen. Enige minpuntje is misschien dat de situatie met Mr. Humphreys maar matig is uitgewerkt terwijl Rafe Spall wel uitstekend in zijn rol zit. Het gedeelte in China laat goed zien hoe eerlijk en hard jongeren kunnen zijn, ook al zijn het van nature zelf buitenbeentjes. X+Y komt van begin tot eind eerlijk en overtuigend over dankzij de sterke regie en uitstekend acteerwerk. Melodrama wordt vermeden, waardoor de emotionele momenten misschien wel nog beter aankomen.