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在马戏团老板麦克斯·美第奇（丹尼·德维托饰）雇佣下，过气马戏明星霍特·法瑞尔（科林·法瑞尔饰）与儿女米莉（妮可·帕克饰）和乔（芬利·霍宾斯饰）一起照顾刚出生就因耳朵巨大的小飞象。

小飞象初次亮相表演场因为耳朵巨大而被笑话，其母为保护它造成了一场意外，导致小飞象和母亲分离。

当三人发现小飞象真的会飞时，原本苦苦挣扎的马戏团重获新生，也招来企业家V.A.范德维尔（迈克尔·基顿饰）的注意，邀请小飞象加入他旗下不同凡响的游乐设施，Dreamland。

在那里，小飞象将与迷人的空中杂技演员柯蕾特·马尔尚（爱娃·格林饰）一起展翅高飞。

然而，霍特却发现Dreamland光鲜的外表之下，藏着无数黑暗的秘密。小飞象和母亲重逢时，范德维尔为了逼迫小飞象继续表演竟要杀死它的妈妈，还将马戏团除了老板和霍特一家人的其余员工全部解雇。

为了解救小飞象一家，霍特联手马尔尚和马戏团工作的人员一起策划了一场逃跑。最后小飞象一家平安团聚，霍特也和马尔尚搭档

并迎来了自己事业的第二春。