Coalwood, Oeste de Virginia, 1957. Trabajar en una pequeña mina es una forma de vida inexorable en este pequeño pueblo. Cuando el estudiante de instituto, Homer Hickam, Jr. (Jake Gyllenhaal) ve el satélite Sputnik de noche en el cielo, se anima a salir de las minas e intentar alcanzar las estrellas. Con el apoyo de su profesora (Laura Dern) y tres amigos, Homer se pone a trabajar en la construcción de su propio cohete. Tras superar una pobre educación, un padre severo (Chris Cooper) y varios fracasos, Homer convierte su sueño en realidad en esta increíble historia real sobre la esperanza, la determinación y el triunfo.