美国五六十年代的一个小镇。霍默是镇上矿井负责人的儿子，他对太空充满着无限向往，业余时间在一个矿工的帮助下和高中的三个同伴一起研制微型火箭。经过无数次失败的试验，他们的火箭终于飞上了天空。报社记者采访了霍默，他中意的姑娘拿着报纸让他签名，就在火箭小子们意气风发的时候，警察来到了小镇。一处山林发生了火灾，警察在现场发现了一枚火箭，他们四个难逃其咎，被铐上手铐带走。保释出来后，他们再也不能试飞火箭了，在发射场伤心地烧掉了观测用的小木屋。没过多久矿井出事了，霍默的父亲挽救了许多矿工的生命，自己却受了重伤。为了更好的康复必须把父亲送到县里的医院，但是矿上不承担全部费用，为此霍默和哥哥必须有一个要到矿上去工作。哥哥由于球打得好得到了大学的奖学金，霍默为了哥哥能上大学而决定自己去。一直鼓励他们进行实验的莱丽老师对霍默非常失望，她不希望看到孩子们像他们的父辈一样做矿工，每天吸进大量的煤灰。矿工也不是霍默的追求，尽管大家都称赞他干得和他父亲一样出色。不甘现状的霍默想起了莱丽老师送给他的数学方面的书籍。利用一切空余时间学习的他终于算出了火箭下落的半径，得出了一个惊人的发现：那枚引起火灾的火箭并不是他们的。他去找一个同伴，和他一起算出了他们火箭坠落的地点，并真的找到了它。他们和校长一起来到警察局去辨认那枚肇事火箭，发现那只是一枚航空信号弹。事情澄清了，一直不赞成他们制造火箭的校长也支持他们去参加县里的科技博览会；但出院后的父亲不同意霍默离开矿井，他为霍默在矿井的出色表现感到骄傲，并希望儿子能够继承他的事业。为此霍默和父亲产生了激烈的冲突，并声称离开家再也不回来了。霍默代表大家去参加博览会，但是展品却意外失窃了。霍默打电话回去求助。在母亲的劝说下，父亲终于答应让工友连夜赶工做了一个新的寄过去。火箭小子们获得了博览会最高荣誉奖，四个人都获得了大学的奖学金。戴着奖牌回来的霍默在矿井前和父亲进行了一次谈话，邀请他来观看他们在小镇的最后一次火箭发射。一次都没来看过他们试验的父亲终于出现在了发射场。霍默把发射器递给了父亲。倒数声之后，火箭腾空而起，拖着长长的烟雾，飞向天空。