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。