查理（湯姆·克魯斯飾）在父親去世后意外發現遺產全數歸屬素未謀面的哥哥雷蒙（達斯汀·霍夫曼飾）。為爭奪遺產，查理找到被安置在精神病院的自閉癥患者雷蒙，強行帶其離開療養機構。旅途中查理試圖利用哥哥的機械記憶天賦謀利，通過賭場賭博贏得巨額獎金。雷蒙刻板的生活規律與超常的記憶力在沖突中逐漸改變查理的功利心態，兩人封閉的情感世界開始產生聯結。當遺產托管人裁定雷蒙需返回療養院接受監管時，查理最終選擇放棄財產訴求。兄弟被迫分離前夜，雷蒙在酒店走廊模仿幼年查理的入睡儀式，成為這對特殊兄弟跨越心理障礙的關鍵時刻。