Sammy Fabelman vive entregado al cine, un interés aplaudido y fomentado por su artística madre, Mitzi. Su padre, Burt, un prestigioso científico, apoya el trabajo de Sammy, pero lo considera una mera afición. A lo largo de los años, Sammy se convierte en un auténtico documentalista de las aventuras de su familia, así como en el director de unas producciones cinematográficas amateur cada vez más elaboradas, protagonizadas por sus hermanas y amigos. Ya con 16 años, Sammy es el principal observador y archivista de la historia de su gente, pero cuando su familia se muda al oeste, descubre una descorazonadora verdad sobre su madre que redefinirá la relación entre ambos y cambiará tanto su futuro como el de todo su núcleo familiar.