Сюжет следит за энергичным десятилетним школьником Стэнли, проживающим вместе с большой семьей в пригороде Хьюстона, штат Техас, где НАСА готовится осуществить первый в истории пилотируемый полет человека на Луну. Мальчик, мечтающий о далеких космических путешествиях, фантазирует о том, что, если бы миссия «Аполлона-11» оказалась под угрозой, и НАСА пришлось бы обратиться за помощью к смышленому четверокласснику, такому как он. В тайне от семьи и друзей Стэнли соглашается участвовать в секретной миссии полета на Луну.