Twee 10-jaar oude kinderen stelen een verlaten auto en besluiten hem te gebruiken voor een joy ride. De eigenaar van de auto, sheriff Kretzer, is vastbesloten hem terug te krijgen, aangezien er iets waardevols in zit.

Door gebruik te maken van buitenaardse technologie, hebben de verschillende naties op aarde samengewerkt aan een immens verdedigingsprogramm­a om zo de planeet te beschermen. Maar niets kan ons voorbereiden op de geavanceerde en ongekende kracht van de buitenaardse wezens.

De 11-jarige Milton Adams groeit op in een onzekere wereld. Omdat zijn ouders zich slechts focussen op hun loopbaan en hun financiën en de bullebak uit de wijk hem voortdurend pest heeft Milton het gevoel dat zijn hele wereld in een crisis verkeert.

'Wonderstruck' volgt het verhaal van twee personen, Rose en Ben, uit verschillende tijdsperiodes. In 1927 besluit Rose, die zich eenzaam voelt, naar New York te reizen om haar idool te ontmoeten. In 1977, nadat Ben zijn moeder verliest door een tragisch ongeluk, wordt hij gedwongen bij zijn oom en tante te gaan wonen. Wanneer hij vervolgens een aanwijzing in een boek van zijn moeder vindt waar zijn vader zou verblijven, trekt ook hij naar New York om zijn vader te vinden en te ontmoeten. Middels een mysterie zullen de paden van Ben en Rose op speciale wijze met elkaar kruisen.