Il film, realizzato con telecamere Arri Alexa M, è la trasposizione cinematografica del romanzo Le mappe dei miei sogni (The Selected Works of T.S. Spivet) di Reif Larsen.
T.S. Spivet è un bambino prodigio di 10 anni e vive in un ranch sperduto nel Montana con la mamma, ossessionata dalla morfologia degli insetti, il padre, cowboy nato nel periodo storico sbagliato, e Grace, la sorella quattordicenne che sogna di diventare Miss America. T.S. aveva un gemello, Layton, tutto muscoli e lazo, morto nel fienile in un incidente con il fucile mentre giocava a fare il cowboy. Nessuno ha mai detto che T.S. fosse con lui.
T.S. ha un'intelligenza superiore alla media, raccoglie dati e sperimenta. Ha inventato la macchina a moto perpetuo e ha spedito i suoi progetti. Un giorno … il telefono squilla: l'istituto Smithsonian vuole conferirgli il premio Baird. T.S deve andare a Washington D.C. a ritirarlo. Nessuno ovviamente allo Smithsonian sa che lui è soltanto un bambino.
Così, alle quattro della mattina, all'insaputa di tutti, inizia l'avventura a bordo di un treno merci.
“Lo straordinario viaggio di T.S. Spivet! è un viaggio al contrario, che va da ovest verso est, dal ranch del Montana fino a Washingon D.C., in antitesi, quindi, con il mito da frontiera americana. È un percorso che racconta una sconfinata America dimenticata, lirica e meravigliosa.