马飞不负众望成了一名宇航员，但是在一次太空任务中遇难，当马飞遭遇生命威胁时想到他整个成长路上父亲对自己的教诲，是父亲一直鼓励自己克服一切困难，找到心中理想并为之奋斗。最后，马飞安全返航，他的父亲洗清冤案，结局是完美的。

电影开头，一名叫做马飞的宇航员，在遭遇太空事故之后，回忆起了自己“全世界最棒的父亲”，由此展开，该片讲述了一段有关爱与成长的故事。

邓超饰演的父亲马皓文，本是很有前途的工程师，不管是家庭还是事业都非常成功，同单位同事犯错马皓文替人背黑锅锒铛入狱。入狱七年使得他整个生活被改变，和妻子离婚，儿子成了小混混，可他心中始终有梦想，对待生活从未自暴自弃。

出狱之后的马皓文经历了所有生活轨迹的改变，他最在乎和关心的儿子马飞成了学校的问题学生，面临退学。马皓文找工作碰壁，去工地工作被同事取笑，所有的一切他都不在乎，因为他始终对生活抱有希望。

当马飞被学校开除后，马皓文和校长打赌，放下豪言壮语，他的儿子马飞在离开这所学校时将会是最优秀的人。马飞经历了不相信父亲到和父亲成为好友，马飞一切的改变皆因马皓文。最后马飞找到自己的理想，并且成为一名宇航员，成为所有人的骄傲，这其中也包括校长。

在一边教育孩子的同时，马皓文自己其实也有一个梦想——为当年事故申诉，想要洗刷自己的冤屈。哪怕面对同事的埋怨，相关部门的推诿，他也没有放弃，深夜在纸条上写“永不认输”，其实不止鼓舞了儿子勤奋学习，也让人对他的这份扛着巨大压力的坚持肃然起敬。

在马文成为了优秀的宇航员之后，如果他继续申诉之前那起事故，将对他的儿子有很大的负面影响。为了完成儿子的梦想，他不得不放弃了自己的梦想。好在影片的最后，马皓文的冤屈得以洗刷，而父子之间出现的矛盾也消失。