Steven Spielberg wraca do czasów swojego dzieciństwa, by opowiedzieć o dorastaniu Sammy’ego Fabelmana, wrażliwego nastolatka, wielkiego miłośnika kina i poczatkującego filmowca. Sammy przypadkiem poznaje dramatyczną rodzinną tajemnicę i odkrywa przy okazji, że kino w niezwykły sposób pomaga nam odkrywać prawdę o naszych bliskich i o nas samych.

Jest rok 1952 w New Jersey. Koncertująca pianistka Mitzi (Michelle Williams) porzuca karierę i zostaje gospodynią domową oraz nauczycielką gry na fortepianie. Patriarcha rodziny Burt (Paul Dano) pracuje dla różnych firm technologicznych jako naukowiec i wynalazca. Pewnego wieczoru zabierają swojego 8-letniego syna Sammy’ego (Mateo Zoryan) do kina na jego pierwszy w życiu film: "Największe przedstawienie na ziemi" kończący się spektakularną katastrofą kolejową stworzoną z miniatur. Sammy jest oszołomiony! Ma obsesję na punkcie tej sekwencji i prosi o zestaw kolejowy, by odtworzyć ją samodzielnie. Matka sugeruje, aby sfilmował kamerą ojca zderzające się pociągi, co chłopak od razu czyni. Po zobaczeniu jego dzieła zaczyna nabierać pewności, że to utalentowane dziecko i być może geniusz...