Brian Wilson (John Cusack) fundou os Beach Boys, uma das bandas mais populares do Estados Unidos nos anos 1960. Mas, ao longo de sua vida, luta com seus problemas mentais, enquanto dependente de uma série de drogas e se isola da sociedade. O Doutor Eugene Landy (Paul Giamatti) torna-se fundamental na recuperação de Brian, além da esposa do músico, Melinda Ledbetter (Elizabeth Banks), quem o ajudou a se reerguer.

A tensão e a temperatura estão ao rubro num estúdio de música de Chicago, em 1927, quando a destemida Ma Rainey se junta à sua banda para uma sessão de gravação.

Certa manhã, Jessica Holland, uma orquidóloga escocesa que visitava sua irmã em Bogotá, é acordada por um forte “estrondo”. Este som assustador dissipa seu sono por dias, questionando sua identidade e guiando-a dos estúdios de gravação para aldeias isoladas na selva, na tentativa de encontrar sua fonte.