찰리(톰 크루즈 분)는 아버지와의 불화로 가출해 살아가는 거친 성격의 자동차 중개상.
그런데 아버지가 엄청난 재산을 형에게 물려주고 사망했다는 사실을 알고 충격을 받게 된다.

빚에 시달리던 찰리는 자신의 몫을 찾기 위해 '레인 맨'이라 부르던 형 레이먼드(더스틴 호프만 분)를 수소문하여 결국에는 정신병원에서 만난다.

그러나 형 레이먼드는 자폐증 환자, 하지만 찰리는 형의 유산을 탐내 기꺼이 그의 보호자가 되는데, 이기적인 찰리는 형을 세상 밖으로 데리고 나와 여행을 떠난다.
그러나 형은 고소공포증때문에 비행기를 타지 못하고 어쩔 수 없이 둘은 횡단도로를 따라 긴 여행을 하게 된다.

그러던 어느 날 찰리는 형이 숫자를 모조리 외울 수 있는 비상한 능력이 있음을 알게 되고, 형의 능력을 이용해 도박장에서 큰 돈을 번다.
서로 합치되지 않을 것 같았던 두 형제의 관계는 길을 따르는 여정을 통해 비로소 과거의 우애를 되살리게 된다.