小川洋子氏による原作小説『博士の愛した数式』と映画版の間には、物語の骨格に関わる非常に大きな改変が存在します。その最たるものが、「成長したルートが数学教師として教壇に立ち、生徒たちに博士との思い出を語る」というフレーム・ストーリー（枠構造）の導入です。
原作小説は、語り手である家政婦「私（杏子）」の一人称視点で時系列に沿って進みます。一方、映画版では吉岡秀隆が演じる大人のルートが冒頭とラストに登場し、彼の回想として物語が展開します。この映画独自の大胆な構成によって、「博士の残した愛と数学の美しさが、次の世代へと確かに受け継がれた」という救いと希望がより鮮明に描き出されました。
また、原作で重要なモチーフとなっている「阪神タイガース」と伝説のエース「江夏豊投手（背番号28＝完全数）」のエピソードも、映画版では視覚的な小道具や球場観戦のシーンを通じて叙情豊かに映像化されています。黒澤組の伝統を受け継ぐ小泉監督の静謐なカメラワークと、信州の豊かな自然描写が重なり合い、原作の持つ文学的な品格を損なうことなく、映画ならではの映像詩へと昇華させています。
