En 1995, Lyla Novacek es una violonchelista que estudia en la Juilliard School y vive bajo el estricto dominio de su padre. Louis Connelly es el cantante de un grupo de rock irlandés. Se conocen y tienen una aventura de una noche, pero no pueden mantener el contacto. Lyla descubre que está embarazada. Tras una discusión con su autoritario padre sobre su bebé, es atropellada por un coche, lo que la obliga a dar a luz prematuramente. Mientras Lyla está inconsciente, su padre da en secreto al niño en adopción, diciéndole a Lyla que su hijo ha muerto.

Once años después, el bebé vive en un orfanato para niños con el nombre de Evan Taylor, donde se le asigna un trabajador social llamado Richard Jeffries. Evan es un genio de la música y muestra habilidades similares a las de un sabio y una afinación perfecta, lo que hace que a menudo sea objeto de acoso. Convencido de que sus padres le encontrarán, Evan huye a Nueva York "siguiendo la música" con la esperanza de que le lleve hasta su familia. Encuentra a un chico llamado Arthur que toca en el parque de Washington Square y sigue a Arthur hasta su casa en un teatro condenado, donde Evan conoce a "Wizard" Wallace, un vagabundo y músico arrogante y agresivo que enseña a los niños sin hogar, huérfanos y fugitivos a ser artistas callejeros. Evan intenta tocar la guitarra de premio de Wizard, Roxanne (una Gibson J150ec). Evan es tan bueno que Wizard le cede su antiguo puesto en Washington Square Park, junto con la guitarra, que también era de Arthur. Le da a Evan el nombre artístico de "August Rush" y trata de comercializarlo en los clubes. Al ver los carteles que Jeffries ha colocado para el fugitivo Evan, Wizard destruye todos los que encuentra, con la esperanza de quedarse con Evan para su propio beneficio.

Louis vive ahora en San Francisco como agente de talentos, mientras que Lyla es profesora de música en Chicago. Louis se reencuentra con sus hermanos y decide intentar encontrar a Lyla. Lyla es llamada al lecho de muerte de su padre, donde le confiesa que su hijo está vivo, lo que hace que Lyla abandone a su padre moribundo y empiece a buscar a su hijo inmediatamente.

Al llegar al apartamento de Lyla en Chicago, Louis habla con uno de sus vecinos, que le dice por error que está de luna de miel. Desesperado, acaba en Nueva York, donde vuelve a reunir a su banda. Después de que Jeffries se encuentre con Wizard y Arthur en la calle y sospeche, la policía asalta el teatro abandonado en el que viven Wizard y sus "hijos". Evan consigue evadir a la policía y recuerda el consejo de Wizard de no revelar nunca su verdadero nombre a nadie. Evan (ahora "August") se refugia en una iglesia, donde se hace amigo de una niña llamada Hope, que le introduce en el piano y la música escrita. Hope llama la atención del párroco sobre August y sus habilidades, y éste lo lleva a Juilliard, donde vuelve a impresionar al profesorado. Una rapsodia toma forma a partir de las notas y los deberes de August.

En Nueva York, Lyla acude al despacho de Jeffries, quien identifica a Evan/August como su hijo. Mientras lo busca, retoma el chelo y acepta una oferta para actuar con la Filarmónica en una serie de conciertos en Central Park. August es seleccionado para interpretar la rapsodia que ha estado componiendo en el mismo concierto. Sin embargo, Wizard interrumpe el ensayo y, diciendo ser su padre, consigue sacar a August de la escuela.

El día del concierto, August vuelve a su sitio en Washington Square, mientras Wizard hace planes para llevarle a escondidas a tocar por todo el país. Conoce a Louis y, sin saber de su relación sanguínea, hacen un improvisado dúo de guitarra. August le cuenta su dilema y Louis le anima a ir. Esa noche, con la ayuda de Arthur, August escapa de Wizard a través del metro y se dirige a su concierto. Louis, tras su propia actuación con su banda reunida, ve el nombre de Lyla en una de las pancartas y también se dirige al parque. Jeffries encuentra un folleto extraviado de "August Rush" con una foto, y también se dirige al concierto.

August llega a tiempo para dirigir su rapsodia, lo que atrae tanto a Lyla como a Louis al público, donde se reencuentran. August termina su rapsodia y, al volverse para descubrir a sus padres, sonríe sabiendo que ha tenido razón todo el tiempo.