天才是怎样成长的？少年斯派维的经历一定会令你不可思议。斯派维的爸爸喜欢把巧克力掰断，夹在脚趾中间，这样就能享受狗的足底按摩，斯派维的妈妈则是根本不会做家务，弄坏的面包机能开二手店，二人性格也如白天黑夜，但这并不影响孩子。
大女儿喜欢唱歌跳舞，想出道当明星，弟弟生性大胆，想像父亲一样当牛仔，他也深得父亲的偏爱，而哥哥斯派维内敛沉稳，继承母亲的天才大脑，小小年纪就去大学教室听永动机的原理，结果回到家自己就做出来一个，甚至考试时答案都超标。面对老师的质疑，他拿出自己刊登在杂志上的论文，没想到这并未征服老师，反而被嘲笑。
弟弟拥有一把猎枪，斯派维想和他一起做枪声声波实验，结果猎枪走火，弟弟中弹，斯派维赶紧去找父亲，可救护车却没能把弟弟给救回来，斯派维陷入深深的自责中。虽然家人没再提及此事，不过大家的态度却有了转变。斯派维拿着自己的发明去找父亲，显然他并不在意，甚至是冷漠，而母亲对他的关怀也越来越少。斯派维的内心委屈极了，直到这天他接到电话，自己设计的永动机得奖，想让他去领奖。他和父母说了此事，但没人相信，于是决定只身前往。
他开始收拾行囊，他想用证明自己的方式赢得家人关爱，路上，父亲的车和他擦肩而过，但却没能停下。他认为父亲还在责怪自己，这趟旅程也必须开始自拍围，边走边计算，每分钟走多少步，每步走多远，还有加到火车站的距离，他很快就赶不上，于是一路狂奔，成功赶在火车前到达车站。
为了坐免费火车，斯派维把信号灯给涂成红色，没想到还真的骗过司机。一辆火车停下，斯派维把行李推上车厢，可正当他要上去时，却被列车员发现而离家出走的计划。他只能跑，直接爬上了传送带，启动开关，就这么掉进了车厢里，终于踏上流浪之旅。很快，火车来到第一站，警察直接过来搜索他，斯派维拎着大行李躲进房车，等警察透过窗户看时，他居然把自己伪装成了纸片人。火车就要启动，警察也跳下车乡，夕阳映透了晚霞，火车进入下一站，在这儿，他遇到了一个投入环游卖钱的老头儿，二人相谈甚欢，老头儿还给了他钱，斯派维直奔路边的热狗店。
此时警察拿着寻人启事开始询问，他知道父母很担心自己，于是路过电话亭时给家里打个电话，一家人都急得不行，不断道歉说自己忽略了他。但一切只是斯派维的幻想，他内心其实也想家，于是翻开妈妈的日记，里面记录着自己和弟弟的成长，还有对去世弟弟的怀念，母亲会习惯性叫他起床，给他准备饭菜。回想起自己对斯派维的冷落，母亲也深感自责。看到这里，斯派维流出眼泪。
隔天，火车开进城市，到了终点，他把笨重的行李藏起来，轻装前行，结果却被路过的警车发现，这个时间点儿不该有小孩乱逛。斯派维在前面跑，警察在后面追，最后赶。在大桥关闭的一刻，斯派维纵身一跃，跳了过去。虽然成功躲避警察，但自己也受了伤。斯派维已经到达史密森学院，这也是他要领奖的地方。
年仅十岁的斯派维发明了永动机，但院长并不相信，还要打电话叫警察。直到斯派维说出一些尖端的学术原理，所有人瞬间惊呆，他们对斯派维进行了大脑测试，结果智商极高，院长觉得自己捡到了宝。颁奖晚会上，大家都称赞这个小天才的斯派维知道他们在假笑，因为他们的颧骨和眼周的肌肉在收缩，所以这些人都是全攻是假笑。
当四班委站上领奖台，他说了三件事，第一，他感谢大家并没有因为他年纪小而取消颁奖，第二，这并不是真的永动机，磁力会在400年后消失，第三，也是他来这里的目的，他想告诉所有人，因为他想和弟弟一起玩，于是提议做枪声的声波实验，这也导致弟弟去世，他很自责，希望能得到父母的谅解。演讲结束后，全场掌声雷动。
自此之后，女院长开始包装斯派维，带他拍照，参加采访，当成出名工具，可并不在意斯派维的内心诉求。斯派维给家里打电话，却没人接。在一场真人秀节目上，主持人上来就问，你的实验导致的弟弟死亡到底难不难过？斯派维没有回答。就在这时，节目组又请来了斯派维的母亲，不断给母亲道歉，而母亲却说，把一把枪给孩子当礼物，又不看着他玩，难道就没错吗？那不是任何人的错，发生了就发生了。
说完母子二人拥抱在一起，他们准备离开现场一起回家，父亲也赶到了现场，这一刻，父子打破了隔阂，斯派维也带上了父亲的牛仔帽。不久后，家里迎来一个新生命，母亲依然会弄坏面包机，尔斯派维发明的永动机则成为了摇篮。与其说这是一场冒险旅行，不如说是一场救赎，从斯派维自己，再到父母，他们也终于从悲痛中成长。
