I filmen skildras hur Beach Boys ledare, Brian Wilson, förlorar greppet om verkligheten under arbetet med popmästerverket "Pet Sounds". Under 1980-talet är han en bruten och förvirrad man, som står under ständig övervakning av sin terapeut, Dr. Eugene Landy.Paul Dano spelar den unge Brian Wilson och John Cusack gör rollen som den äldre. De övriga stora rollerna spelas av Elizabeth Banks och Paul Giamatti.