En el corazón de la vasta y maravillosa América, un joven prodigio de apenas 12 años, T.S. Spivet, vive en un rancho en Montana con su excéntrica familia. Desde temprana edad, ha mostrado un talento increíble para la invención y la ciencia, algo que le da un toque de soledad en su vida cotidiana. A pesar de su brillantez, T.S. lucha por ser comprendido y escuchado en un hogar donde el arte de la observación se opone a los ruidos del mundo.

Cuando un grupo altamente entrenado de terroristas toma control de la Casa Blanca durante una visita guiada, la situación se convierte en una carrera contra el tiempo. John Cale, un exsoldado de la policía del Capitolio, está en el lugar para intentar conseguir un empleo en su mayor anhelo: ser agente del Servicio Secreto. Sin embargo, sus planes se desmoronan rápidamente cuando se desata el caos y el ataque sorpresa secuestra a la Primera Familia.

En un futuro no muy lejano, la humanidad ha encontrado la manera de alcanzar la inmortalidad, pero por algún motivo, un hombre parece haber quedado atrapado en el tiempo. Este extraño personaje, a la vez viejo y joven, comienza a recordar su vida pasada, donde las elecciones que hizo han abierto múltiples caminos. Mientras su mente divaga entre un sinfín de posibles realidades, cada decisión lo lleva a un destino diferente, desde un amor perdido hasta una traición devastadora.