白日梦想家讲述的是沃尔特·米蒂有一个保护欲过剩的母亲，在后者的呵护下，沃尔特成长为一个爱做白日梦的杂志图片编辑。他平时最喜欢做的事情就是幻想自己成为英雄，到处经历各种冒险。某天，当西恩·潘饰演的冒险摄影师发来的图片不见后，沃尔特决定亲自前往寻找。

沃特.密提（本·斯蒂勒 Ben Stiller 饰）是一名在《生活》杂志工作了16年的胶片洗印经理，他性格内向，甚至无法跟心仪的同事谢莉尔（克里斯汀·韦格 Kristen Wiig 饰）开口搭讪，面对生活他像个旁观者，时常“放空”做白日英雄梦。直到有一天公司被并购，杂志需要做最后一期的封面，而封面成功与否的关键是找到狂野摄影师尚恩（西恩·潘 Sean Penn）的一卷胶片，沃特终于开口搭讪谢莉尔，并在她和母亲（雪莉·麦克雷恩 Shirley MacLaine 饰）的鼓励下踏上真正的冒险之旅，冰原、大海、喜马拉雅山……沃特的白日梦远不及现实壮丽。