何度も家出を繰り返す自閉症ぎみの少年ジミー（ルーク・エドワーズ）が警察に保護された。彼の口からでるのは「カリフォルニア」という言葉だけ。ジミーの言動に思い余った母親のクリスティーン（ウェンディ・フィリップス）と義理の父は、彼を施設に預けてしまう。その噂を聞いたジミーと腹違いの兄弟であるコーリー（フレッド・サベージ）は、兄のニック（クリスチャン・スレイター）や、父サム（ボー・ブリッジス）が頼りにならないと悟ると、ひとりジミーを救出すべく施設に向かった。うまく脱出したジミーとコーリーは、ネヴァダの田舎町からカリフォルニアを目指した。手元にはわずかなお金しかなかったが、ジミーの天才的なテレビゲームのテクニックで、大人たちから賭け金を稼ぎ出すことができた。ヘイリー（ジェニー・ルイス）という女の子が、ジミーをテレビゲームの全国大会に出場させることを提案し、仲間に加わる。一方大人たちは、ふたりの家出に右往左往。クリスティーンたちは賞金稼ぎを雇い、サムとニックは、2人を探す旅に出る。ジミーのゲームの腕はめきめきと上達していった。全米テレビ・ゲーム大会で優勝したジミーたちの前に、サムとニックとクリスティーンが現れる。車で帰る途中、ジミーにとって思い出の場所を通り過ぎる。そこは、幼くして死んだジミーの双子の妹と共に家族全員で写真を撮った場所であった。