Evan Treborn, un joven que se está esforzando por superar unos dolorosos recuerdos de su infancia, descubre una técnica que le permite viajar atrás en el tiempo y ocupar su cuerpo de niño para poder cambiar el curso de su dolorosa historia. Sin embargo también descubre que cualquier mínimo cambio en el pasado altera enormemente su futuro.

Royal Tenenbaum (Gene Hackman) y su mujer Etheline (Anjelica Huston), después de tener tres hijos, Chas (Ben Stiller), Richie (Luke Wilson) y Margot (Gwyneth Paltrow), se han separado. Chas, que trabaja en el sector inmobiliario, parecía tener un don innato para las finanzas internacionales. Margot fue dramaturga y obtuvo una beca Braverman de 50.000 dólares cuando aún estaba en el instituto. Richie fue campeón junior de tenis y ganó los campeonatos de Estados Unidos tres años consecutivos. Pero todos los brillantes recuerdos de los jóvenes Tenenbaums quedan repentinamente borrados por dos décadas de traiciones, fracasos y decepciones de las que consideran que su padre es el principal responsable.