奇迹男孩的主人公叫奥吉。小男孩由于出生时是面部畸形，经历了27次手术，医生也尽最大努力恢复他的容颜，但还是留下了很多缝合的痕迹和刀疤。
没有办法，男孩出行总是戴一个大大的头盔。
头盔不仅掩盖了奥吉自卑的心，也防止了奥吉刀疤的模样吓到别人。
说起这个头盔，还因为奥吉有一个梦想，希望自己将来成为一名宇航员。
戴上头盔，一来为了挡住自己脸上的丑陋，另一方面，也能够让自己体验当宇航员的满足感。
因为妈妈告诉他，“当有人不喜欢你的时候，你可以想象一件自己喜欢的事情。”
在小学一到五年级奥吉都是跟妈妈在家里学习，从来没有走进校门。
经过与爸爸一番商量，一天妈妈对奥吉说，“你也不能够总是带着头盔生活，你总是要出去抛头露面的。”
经过一番劝说，奥吉同意上学。
上学的第1天，校长非常友好地接待了妈妈和奥吉。
校长还邀请了三位班干部带领奥吉到学校里转转，熟悉一下学校的情况。
其中有一个小男孩，总想知道奥吉的脸到底是怎么变成这个样子的，但是另一位小男孩，总是向他摆手示意说，“不要去问这个，因为校长嘱咐了。”
奥吉在家里就展现出对科学的兴趣和天分。爸爸在奥吉上学前曾嘱咐奥吉。除了科学课，其他的课你都可以积极回答问题。
奥吉也是一个很懂得父母的孩子，所以他也不轻易表现自己。
但是在科学课上，奥吉还是表现出了惊人的天赋，在老师提问题的时候，他都能够积极思考并且说出正确答案。
一次物理测验，还不到交卷的时间，奥吉已经答完了题。看到旁边的小伙伴在那儿皱着眉头，苦苦思索，就想把自己的答案给自己的同桌看。
同桌意会了，两个男孩作起弊来，并相视而笑。
奥吉的同桌很机灵，故意做错了几道题，免得引起老师的怀疑。
从此以后，奥吉和同桌成为了好朋友。
奥吉还邀请同桌到他家里来一起玩游戏。
在课间餐的时候他们会在一起吃东西，边吃东西边聊彼此感兴趣的“星球大战”游戏。
正在奥吉沉浸在与同桌友谊中时，迎来了万圣节。就在万圣节那天，奥吉昂首挺胸，戴上一个骷髅的假面具。
正当他洋洋自得的时候，突然听到了同桌和另一个同学的谈话。
“你怎么总是和一个怪物在一起啊。”
“开始是校长让我主动去接近他，然后他就像一块橡皮糖，怎么踢也踢不掉了。”
奥吉受到了深深的创伤，他的心被同桌的话刺痛了，“怎么我的同桌居然戴的是一副假面具？！”
但是有一位女同学很理解奥吉。她常常和奥吉谈心，一次奥吉向她袒露了同桌对他的不屑。
自从万圣节之后同桌发现奥吉不跟他在一起玩儿了，他百思不得其解，就去问这位女同学，这位女同学跟他说了三个字，“假面具”。
聪明的同桌马上意会到，是自己的话深深地伤害了奥吉。
所以在一次网络游戏当中，这两个小男孩儿彼此打字留言敞开了心扉。奥迪的同桌真心希望挽回这段友谊，就在游戏上留言说，“很想再和你交朋友，请原谅我，是我的话伤到了你，我感到很抱歉，请你原谅我。”
奥吉终于原谅了他的同桌，他们重新成为了好朋友。
学校要举行一次科技小发明的比赛。奥吉和他的同桌一起发明的是，暗箱的一个创作，类似于以前暗室洗照片的一个装置，取得了比赛的第1名，校长亲自给他们发了奖杯。
电影在叙述奥吉的同时，也穿插着奥吉的姐姐薇娅的故事。因为弟弟天生的一些不足，妈妈把更多的精力都放在了弟弟的身上。
薇娅一次自言自语说，“如果我的家是地球，那么弟弟就是太阳。”
薇娅也在心里埋怨妈妈，“你怎么就不能给我一点爱，哪怕是一点点。”
妈妈觉察出了女儿的一些变化，就有意识地利用休假的时间与女儿单独聊聊，彼此说说曾经开心和不开心的事情，通过这些交谈疗愈着自己的女儿。
由于薇娅的同学米兰达给了她一个表演的机会，在演《我的小镇》的时候，维亚非常地入戏，也借着这个剧表达了自己的心声。
而观看戏的奥吉一家，在薇娅演出结束的时候到戏台的门口去拥抱了薇娅。
电影的主人公虽然是奥吉，但是奥吉的成功的取得离不开妈妈的艰辛养育和家庭成员之间彼此相爱的力量。
特别是妈妈，在任何的时候，都是奥吉的坚强的后盾，奥吉在刚刚上学的时候，很多的同学们都以他为怪物，也不喜欢和他说话，他曾一度非常忧伤。
妈妈非常理解奥吉，静静陪伴着奥吉，当奥吉把自己想说的话都说出来后，妈妈告诉奥吉：
“每个人都以自己不同的方式在这个世界上活着，你也有自己闪光灿烂的一天，你要相信自己，你有自己的特长，你也有自己的天分，妈妈相信有一天你一定会崭露头角，你一定会做出自己自豪的事情。”
在妈妈的鼓励下，奥吉重新振作起来。
在这个电影中还有奥吉喜欢的一只小狗，奥吉说，“我每次手术回家的时候，都能够看到大黑。”
但是大黑，却有一天突然大声地叫，妈妈把它带到了宠物医院，但是从那时起，大黑再也没有回来。
奥吉失去了他最忠心的朋友，非常伤心。
妈妈去宠物医院之前，嘱咐女儿要照顾好弟弟。
薇娅就来劝说弟弟，并陪伴弟弟，弟弟的悲伤情绪随着眼泪释放出来。
在安慰弟弟的时候，薇娅的心也在得到疗愈。(弟弟是孤独的，我也愿意给他更多的爱。)
在这个家中，爸爸也是不可或缺的一员，当妈妈利用假期，去跟姐姐聊天做心理疏导的时候，爸爸就带着奥吉到室外走走。
当两个男子汉一起做着户外运动，奥吉问起爸爸发生了什么事情，爸爸就跟他说，“不关我们的事，我们玩我们的。”
在这个家中教育儿女妈妈虽然付出了更多，但是爸爸也是不可或缺的。爸爸有时也会安慰薇娅，鼓励奥吉。有爸爸的参与使得小奥吉更有阳刚之气;有爸爸的陪伴使小奥吉姐姐薇娅的心理也更加健康起来。
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