1981年のサンフランシスコ。妻リンダと息子のクリストファーと暮らすクリス・ガードナーは、骨密度を測定する新型医療器械のセールスをしていた。大金をはたいて仕入れた時にはこの機械を「革命的な機械」と信じ、妻とともに希望にあふれていたが、いざセールスをしてみるとその機械は病院関係者にとって「レントゲンより少し鮮明に見える程度で高価な贅沢品」という無用の長物であった。そのため機械のセールスはうまくいかず税金も滞納し、妻のパートでなんとか乗り切る苦しい生活を送っていた。 そんなある日、彼は路上で「真っ赤なフェラーリ」を見かけて思わず持ち主に二つの質問をする。 「あなたに二つ質問がある。仕事と、その仕事にどうやって就いたんだ？」 「株の仲買人をしていて、学歴がなくてもなれる」と返された彼は、株に興味を持ち始め、たまたま見つけた証券会社の養成コースに願書を提出する。半年間の研修期間で定員は20名、その中で選ばれるのはたった1名。しかもそのためにはまず研修生に選ばれることが必要だった。そこで彼は人材課長のトゥイッスルに近づき、彼が持っていたルービックキューブ（当時テレビにも取り上げられるほど大流行していた）を数分で完成させ、驚かせる。そうしてトゥイッスルに認められたクリスは研修プログラムに合格、参加することになる。だが研修期間中は無給であった。もし1名に選ばれなかったら半年間が無駄になる。 そんなとき、とうとうリンダが苦しい生活に耐えかね、息子を連れて出て行ってしまった。クリスは保育所から息子のクリストファーを連れ帰ったものの、大家には立ち退きを命じられ、駐車違反で一晩拘留されてしまう。持ち前の誠実さと機転で研修生にはなれたが、息子と2人で安モーテルに住むことになった。幸い機械のセールスはうまくいき、4ヶ月で売り切るが、一息つく間もなく税の未納分として、そのほとんどを差し押さえられてしまうのである。 行くあてもなく文字通り路頭に迷う2人は、駅のトイレや教会などを転々とするホームレス生活を送る。貯蓄も家もなく、明日も見えない辛い日々の中、クリスを突き動かすものは、この生活から脱け出し幸せになりたいという思いと、父親も知らず育った自分のような境遇を息子に味わわせたくない、という息子への愛情であった。

ある夜、プリンストン大学で教諭をする地球外生物学者、ヘレン・ベンソン博士の自宅にアメリカ政府のエージェントが突然やってきた。強制的にある非常事態への協力を求められたヘレンは1年前に他界した夫の連れ子であるジェイコブを隣人に預け、あわただしく公用車に乗り込む。すでに政府は軍を総動員出動させ警戒態勢を敷き、町は異様なまでに静まり返っていた。政府がヘレンのほかに核物理学・天文学・地質学などの権威を招集したのは、木星の外側で観測された謎の物体への対策を講じるためだった。小惑星と思われるその物体は想定外の進路を信じがたい速度で移動し、マンハッタンへと迫っているのだった。

母親の転職で、アメリカから北京に引っ越して来た11歳のドレ（ジェイデン・スミス）は、言葉や文化がまるで異なる環境の違いから、いじめに遭ってしまう。そんなある日、ドレはカンフーの達人であるハン（ジャッキー・チェン）に出会い、猛特訓を開始。抜群の精神力を秘めていたドレは、見違えるように強い少年へ成長していくのだが……。

2025年、人類は地球の自然環境を破壊してしまい、遠く離れた惑星ノヴァ・プライムに移住する。ノヴァ・プライムの先住民は、人の恐怖心を察知して人類を抹殺する巨大生物「アーサ（URSA)」を作り上げた。レンジャー部隊の候補生である13歳のキタイ・レイジは訓練に励んでいたが、能力的な成績は良いものの精神的には未熟とみなされ、正式任用には不適格とされてしまう。幼少の頃、姉のセンシ・レイジが「アーサ」に殺害されるのを見た恐怖心が拭えないためでもあった。

17歳の少年・ダリンは貧民の少女・イザベルと恋に落ちたことで自分の将来を見詰め直すことになる。そんなある日、イザベルの余命が後1年しかないことが発覚する。彼は彼女に自分の全てを捧げる決意をし、イザベルとの一生分のイベントを計画する。