"Infinitely Polar Bear" akan mengisahkan Cameron (Mark Ruffalo), seorang pria yang menderita gangguan bipolar. Cameron mencoba untuk memulai kembali kehidupannya setelah gangguan kejiwaan yang mengakibatkan dia meninggalkan istri dan kedua putrinya. Suatu ketika istrinya, Maggie (Zoe Saldana), memutuskan untuk memperoleh gelar MBA di New York dan meminta Cameron untuk mengasuh kedua putrinya.

Kejiwaan Cameron yang tidak stabil dan lamanya berpisah dengan putrinya mengakibatkan dia harus berusaha dengan keras untuk bisa menjaga mereka dengan baik.