T. S. Spivet es un nen prodigi de només deu anys que viu en un ranxo aïllat de Montana amb la seva peculiar família. Intenta aportar el seu gran talent en matemàtiques i física per ajudar en la vida diària, però sovint es troba incomprès, sobretot pel seu pare. Un dia, rep la trucada d'un prestigiós centre d'investigació de Washington per anunciar-li que un projecte seu ha guanyat el premi més important. Decideix agafar la maleta i anar-hi tot sol.