1998年,西安交大"少年班"導師周知庸(孫紅雷飾)在全國遴選22名智商超群的天才少年,肩負特殊使命。吳未(董子健飾)作為成員之一,在集體生活中與暴力傾向的麥克(王櫟鑫飾)、天才方厚正(李佳奇飾)、"神棍"王大法(柳希龍飾)及冷若冰霜的周蘭(周冬雨飾)朝夕相處。在攻克"世界數學大賽"難題的過程中,這群少年既要應對青春期的情感躁動(包括女神江依琳引發的悸動),又需突破認知局限與性格沖突。周知庸目睹學生們因解題分歧瀕臨分裂,最終通過聯合破解數學命題的實踐,見證這群少年在學術協作中完成蛻變。經由特殊教育模式培養的"少年班"成員,在團隊攻關與個人成長中交出了自己的答卷,而周知庸也從這群天才少年身上找到了教育理念的答案。