1998年,來自西安交大的“少年班”導師周知庸(孫紅雷 飾),前往全國各處尋找智商超群的天才少年,最終被選出的22個少年將被賦予艱巨的使命。少年吳未(董子健 飾)就是其中的一員,在這個特殊的班級里,他先后認識了有暴力傾向的麥克(王櫟鑫 飾)、小天才方厚正(李佳奇 飾)、“神棍”王大法(柳希龍 飾),以及聰明卻冷若冰霜的周蘭(周冬雨 飾),五位天才少年從此開始了早于同齡人的大學生活,同時還面對著青春期的各種“疑難雜癥”。女神江依琳(夏天 飾)的出現擾亂了男生們的心,攻克“世界數學大賽”的壓力也從天而降,而導師周知庸也面對著人生中的最大難題,“少年班”該何去何從?天才少年人生的征途才剛剛開始……