Royal Tenenbaum（吉恩·哈克曼 Gene Hackman 饰）45岁那年夫妻分居，他一个人去住酒店，独自抚养孩子的妻子Etheline（安杰丽卡·休斯顿 Anjelica Huston 饰）把所有重心都放在了孩子才能的培养方面。不负众望，他们的三个孩子个个 都是天才，她以此写作了一本书——《天才一族》。
大儿子Chas（本·斯蒂勒 Ben Stiller 饰）12岁时就对生意运筹帷幄，初中就购置不动产，对财务有着超同寻常的理解。二女儿Margot（格温妮斯·帕特洛 Gwyneth Paltrow 饰）两岁时被收养，这个话题被父亲叨叨终身以致Matgot有点神经质地耿耿于怀。这个天才剧作家9岁时就赢得了勇士奖。Richie（卢克·威尔逊 Luke Wilson 饰）从三年级起就是冠军网球选手，业余喜爱组乐队和收藏汽车模型以及绘画，17岁转做职业选手的他连续三年获得美国公开赛冠军。
时间荏苒，父母分居过去20年，三个天才孩子长大成人，Chas在一次飞机失事失去妻子后从此和2个孩子惶惶度日，Matgot整日把自己锁在浴室不与丈夫交谈更是9年都没有新剧本面世，Richie在大海上准备一年的航行。这一切都被Royal的一个突然消息中止：他患上了癌症只剩下6个礼拜的生命，他想和家人共度最后的时光。这天才一家再度聚首，有趣的事层出不穷。

史蒂夫（比尔·默瑞 Bill Murray 饰）是一名海洋纪录片导演，他的作品曾经为许多孩子的童年披上了梦幻的色彩。在一次拍摄中，史蒂夫的老朋友死于美洲虎鲨之口，这让史蒂夫深受打击，他发誓要找到虎鲨，为友报仇，并且将此作为新片的题材。在发布会上，史蒂夫遇见了自称是自己儿子的耐德（欧文·威尔逊 Owen Wilson 饰），他遂邀请这个年轻人加入他的创作团队。史蒂夫要面临的难题很多，资金短缺，和妻子的感情不和，并且，他所拍摄的纪录片已经渐渐的失去了吸引力。
一位名叫珍妮（凯特·布兰切特 Cate Blanchett）的记者加入了史蒂夫的团队，她要为他写一本个人传记，然而，她和史蒂夫的相处并不融洽，倒是和耐德越走越近，这让史蒂夫醋意大发。同时，耐德的真实身份也让史蒂夫心寸怀疑。一群海盗的光临让史蒂夫的计划彻底破产，一名船员也惨遭绑架，面对这样糟糕的境况，身经百战的史蒂夫能够完成他的复仇计划吗？