Es el verano de 1964, y Guy Patterson trabaja como dependiente en la tienda de electrodomésticos de su padre en Erle, Pennsylvania. Por el día vende tostadoray radios; pero al llegar la noche, baja al sótano, se sienta a la batería y da rienda suelta a su inspiración.
Guy está listo para echar a volar cuando uno de los grupos se queda sin batería, y le piden que actúe con ellos en un concurso universitario. Un mes más tarde, The Wonders se habrán convertido en uno de los grupos estrella de la Play-Tone Records, con un contrato de grabación, una gira por varios estados y un viaje a Hollywood incluídos.
A medida que su tema "That Thing You Do!" asciende a los puestos más altos de las listas de éxitos, The Wonders emprenden un sorprendente viaje en el que tendráo casión de tocar la fama con la punta de los dedos y ser testigos de primera mano de los felices días del rock and roll.