Héctor (Simon Pegg) pilota uno de esos viejos biplanos de la Segunda Guerra Mundial. Su perro está en el asiento trasero y son felices. Héctor hace un bucle y el perro se cae. Héctor se da cuenta y empieza a gritar. Un villano tipo cómic aparece desde la parte trasera del avión y empiezan a pelear. Héctor se despierta.

Héctor y su novia Clara (Rosamund Pike) llevan una vida pulcra y ordenada de costumbres. Él es un psiquiatra de éxito. Sus tarifas no han cambiado desde hace años y Héctor tampoco. Trabaja para una empresa farmacéutica y ha lanzado una nueva píldora llamada Tranqualine.

Una noche, Héctor y Clara van a un restaurante para celebrar el éxito de Tranqualine. El jefe de Clara se alegra de que Clara no les haya dejado por una baja de maternidad y se dedique totalmente a la empresa sin la interferencia de los hijos.

El dueño del restaurante se da cuenta de que Héctor no es tan grosero como los demás. Le dice que no trabaja para la empresa. Es psiquiatra. Le dice que quiere ser feliz, pero por su acento suena como si quisiera "un pene". Héctor y Clara se ríen de "un pene", pero la verdad es que la conversación hace que Héctor empiece a cuestionarse su propia felicidad.

Su ordenada vida se siente ahora como un lastre. Empieza a perder la paciencia con sus pacientes y acaba por estallar. Finalmente, Héctor estalla.

Le dice a Clara que necesita hacer un viaje para investigar la felicidad. Mientras Clara hace las maletas para Héctor, encuentra una vieja foto en el cajón de los calcetines de un Héctor más joven con otro hombre y una mujer. Ella no dice nada al respecto. Héctor le pregunta si ella seguirá allí cuando él regrese. Ella le pregunta cuánto tiempo estará fuera. Él no lo sabe. Ella tampoco lo sabe.

Héctor vuela en clase preferente a China. Se sienta junto a un hombre de negocios malhumorado llamado Edward (Stellan Skarsgard). Descubre que Clara le ha metido en la maleta un cuaderno para anotar su viaje y hacer garabatos. También ha incluido la fotografía que encontró en su cajón de los calcetines. Edward se queja de que las cosas son mejores en primera clase. Héctor toma nota:

1. Hacer comparaciones puede arruinar tu felicidad.

Héctor quiere hacer un pedido en la tienda libre de impuestos del avión, pero tiene que rellenar unos papeles. No encuentra un bolígrafo. Edward le presta el suyo, pero le dice que cuesta más que su coche y que es mejor que lo devuelva.

En el aeropuerto, Héctor tantea su mapa y se da cuenta de que aún tiene el bolígrafo de Edward. Corre a devolverlo y Edward decide mostrarle a Héctor lo que es su felicidad. Le lleva a un buen hotel y a una comida más agradable. Héctor le pregunta a Edward cuál es su felicidad. Edward dice que trabaja demasiado para pensar en ello. Se supone que la felicidad es jubilarse y disfrutar de la vida. Pero la única manera de disfrutar de la jubilación es no jubilarse. Sin embargo, como Edward trabaja tanto y gana tanto dinero, puede disfrutar de los más lujosos. Héctor observa:

2. Mucha gente cree que la felicidad es ser rico o importante.

Edward lleva a Héctor a un club nocturno muy exclusivo de Shanghai lleno de mujeres. Héctor conoce a Ying Li (Ming Zhao) y se enamora de ella al instante. Se da cuenta:

3. Muchas personas sólo ven la felicidad en su futuro.

También anota después de haber pasado una noche no sexual en la cama con una Ying Li desnuda:

4. La felicidad podría ser la libertad de amar a más de una mujer al mismo tiempo.

La lleva a comer. Hay un grupo de mujeres pobres sentadas en la calle comiendo juntas y pasándolo muy bien. Están rodeadas de un mar de empresarios sombríos, no muy distintos de Edward. Héctor les pregunta qué les hace tan felices. Héctor le pide a Ying Li que le acompañe a las montañas y juntos puedan conocer a su familia. Ella no puede ir porque es vergonzoso cómo se gana la vida. En ese momento, conocemos a su proxeneta. Ying Li no es una estudiante. Ying Li es una prostituta. La noche anterior fue un regalo de Edward. Héctor toma nota:

5. A veces la felicidad es no conocer toda la historia.

Héctor sube a las montañas y visita a unos monjes. Le pregunta a uno cómo puede ser feliz a pesar de haber sufrido tanto en la vida. El monje se lo explica y Héctor toma nota:

6. Evitar la infelicidad no es el camino hacia la felicidad.

Héctor ayuda a los monjes a instalar su red de antenas parabólicas y puede hablar por Skype con Clara. Ella le pregunta cómo le fue en Shanghai. Ninguno de los dos puede evitar notar lo evasivo que es Héctor a la hora de responder a esa pregunta. El viento derriba la antena parabólica y la señal se pierde. Los monjes bailan bajo banderas de muchos colores que danzan con el viento. Encuentran la felicidad donde Héctor encuentra la pena. A continuación, se va a África.

Héctor vuela en un avión aterrador. Una de las mujeres africanas intenta consolarlo señalando lo viejo que es el avión. Eso significa que nunca se ha estrellado. Si aterrizan a salvo, debe reunirse con su familia para comer un guiso de batata. Él toma nota:

7. ¿La persona con la que estás te hace estar normalmente A) arriba o B) abajo?

Héctor se encuentra con su viejo amigo Michael (Barry Atsma) de la fotografía en el cajón de los calcetines. Él y su guardaespaldas Marcel llevan a Héctor a su hotel. Es un antro. En el bar conoce a un narcotraficante llamado Diego Baresco (Jean Reno). Diego está molesto y tiene un carácter rápido. No cree en la felicidad porque su mujer es infeliz a pesar de tomar medicamentos para hacerla feliz. Héctor se ofrece a revisar sus recetas. Descubre que puede haber algunas interacciones perjudiciales entre las píldoras y dirige a Diego a un colega que puede ayudar. Sin embargo, tiene que pedirle prestado el bolígrafo a Diego, porque ha perdido el de Edward.

Michael ve a Héctor hablando con Diego y le explica que Diego es un criminal y que hay que evitarlo. Héctor todavía tiene su bolígrafo. Pasa una semana ayudando en la clínica de Michael y toma nota:

8. La felicidad es responder a tu vocación.

Al final de la semana descubre que Marcel es más que el guardaespaldas de Michael. Es su amante. Y son felices. Héctor toma nota:

9. La felicidad es ser amado por lo que eres.

Héctor conoce a la señora del avión y come un guiso de batata con su familia. Anota:

10. Estofado de boniato.

De regreso a su hotel, le roban el vehículo y lo secuestran y encierran en una celda infestada de ratas. Anota:

11. El miedo es un impedimento para la felicidad.

Los secuestradores están a punto de matarlo. Héctor dice que es amigo de Diego, pero no puede demostrarlo. Le apuntan a la cabeza con una pistola, pero Héctor pregunta si puede hacer una última anotación en su libro sobre lo que da felicidad a sus captores. Saca su pluma para escribir, es la pluma de oro y grabada de Diego. Así puede demostrar que conoce a Diego. Los secuestradores lo dejan ir. Toma nota:

12. La felicidad es sentirse completamente vivo.

El antes estirado Héctor nunca bailaría. El "renacido Héctor" celebra y baila con la mujer de la familia del avión. Anota:

13. La felicidad es saber celebrar.

Se comunica por Skype con Clara, que se está vistiendo con un vestido elegante. Le explica que ha sido secuestrado. Ella se muestra desinteresada. Ella tiene sus propios planes y tiene que irse.

Héctor vuela en primera clase a Los Ángeles. En el avión, atiende a una mujer con un tumor cerebral. La presión de la altitud le está causando un dolor extremo. Sólo necesita llegar hasta su hermana para despedirse. El piloto autoriza al avión a volar más bajo. Cuando aterrizan, todos aplauden. Héctor les dice a los paramédicos que no la lleven al hospital, sino que la lleven a ver a su hermana. Ella le dice que es muy bueno en lo que hace. Él le explica que en realidad no es ese tipo de médico. Ella aclara que se refiere a que es muy bueno escuchando. Él observa.

14. Escuchar es amar.

Héctor va a la playa de Santa Mónica donde se hizo la foto con él, Michael y Agnes (Toni Collette). Ella está embarazada y tiene otros dos hijos. Agnes, la que se le escapó a Héctor, está felizmente casada. Él llama a Clara para decirle que está en Los Ángeles. Ella dice que sabía que todo este viaje era para reavivar un viejo amor. Él le explica que está casada y tiene hijos. Héctor le dice a Clara que la asfixia es la maternidad con una S. Rompen.

Agnes y Héctor van a reunirse con el profesor Coreman (Christopher Plummer), que ha escrito un libro sobre los efectos de la felicidad en el cerebro y los estudia. En el camino, Agnes le dice a Héctor que es injusto e insultante que la ponga en un pedestal porque ella es mejor que su fantasía porque es real. Ella sí amó a Héctor en su momento, pero ahora ama a su marido y a su familia. Toma nota:

15. La nostalgia ya no es lo que era.

Durante la conferencia de Coreman, señala que la gente no debería preocuparse por la búsqueda de la felicidad, sino por la felicidad de la búsqueda. Después, Agnes y Héctor van al laboratorio de Coreman y comprueban un proyecto en el que está trabajando y que mostrará visualmente, en tiempo real, el cerebro y cómo reacciona ante diferentes emociones.

Agnes es instruida para que entre en una habitación y piense en tres cosas, momentos en los que estuvo feliz, triste y asustada. Ella lo hace y, gracias a su tecnología de escaneo cerebral, Coreman pudo saber en qué orden pensó en las tres emociones. Héctor es el siguiente.

Piensa en que Clara se casó con otra persona. Piensa en su tiempo de secuestro y en Ying Li. Sus emociones están muy bloqueadas. Es difícil obtener una lectura. Clara llama y Héctor pide que Coreman le dé un momento. Su cerebro sigue siendo monitoreado a través de la conversación telefónica.

Clara le dice a Héctor que quiere ser una madre, no sólo su madre. Héctor dice que siente no haberle explicado su viaje y le dice que ha aprendido mucho y que lo más infeliz que podría imaginar sería perderla y lo más feliz posible sería convertirse en el hombre con el que ella quisiera pasar el resto de su vida.

El cerebro de Héctor ya no está bloqueado... todos los colores empiezan a dispararse porque eso es la felicidad. Lo es todo. Parpadeamos a las banderas de colores que los monjes estaban bailando. Son como los colores que parpadean en la cabeza de Héctor.

Héctor corre a casa y se casa con Clara.