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，她以此写作了一本电影地道战书——《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。