本片根据NASA工程师霍默·希卡姆的自传改编。1957年，苏联成功发射人造卫星的消息震撼美国，西弗吉尼亚州煤矿小镇的少年霍默在夜空目睹卫星轨迹后，萌生了制造火箭的梦想。然而身为矿工领袖的父亲却希望子承父业，镇民们也视其为不务正业的妄想。霍默联合热爱数学的昆汀、机械能手罗伊等同学组成火箭小组，在女教师赖莉的指导下学习喷气推进原理。经历多次爆炸失败和镇民质疑后，他们终于让自制火箭成功升空。当父亲遭遇矿难住院，霍默被迫下井养家时，是科学梦想支撑着他深夜钻研方程式。这群煤矿少年最终赢得全国科学博览会冠军，霍默获得大学奖学金走出矿山，实现了用知识改变命运的诺言。影片通过锈迹斑斑的矿镇与冲天火箭的强烈对比，谱写了一曲冲破环境桎梏的青春赞歌。