Los Tigres de Detroit viajan a Nueva York para jugar una serie de final de temporada contra los Yankees de Nueva York. Con un balance de 63-97, el equipo está eliminado desde hace tiempo de la lucha por los playoffs y sólo se juega el orgullo contra los Yankees, que tienen la oportunidad de hacerse con el Este de la Liga Americana con una victoria.

En su suite del hotel de Manhattan, el lanzador Billy Chapel, de 40 años, espera a su novia Jane Aubrey, pero ésta no aparece. Jane es una madre soltera con una hija adolescente, Heather, a la que Billy llegó a conocer. A la mañana siguiente, el propietario de los Tigres, Gary Wheeler, comunica a Billy que el equipo ha sido vendido y que el primer movimiento de los nuevos propietarios será poner fin a los 19 años de permanencia de Billy en los Tigres, traspasándolo a los Gigantes de San Francisco. Billy se entera de que Jane se marcha ese mismo día para aceptar una oferta de trabajo en Londres.

Billy es un famoso y consumado lanzador, pero tiene un récord perdedor esta temporada, está cerca del final de su carrera y se está recuperando de una lesión en la mano. Wheeler insinúa que Billy debería considerar la posibilidad de retirarse en lugar de unirse a otro equipo. Mientras se dirige al Yankee Stadium para hacer su última salida del año, Billy reflexiona sobre Jane, detallando cómo se conocieron cinco años antes. Estos flashbacks se intercalan en el partido, junto con destellos de Jane viendo el partido en un televisor del aeropuerto.

A medida que avanza el partido, Billy domina a los bateadores de los Yankees, hablando a menudo consigo mismo sobre cómo lanzar a cada uno. Mientras está en el banquillo descansando entre entradas, Billy reflexiona sobre cómo apartó a Jane de su vida después de sufrir una lesión que amenazaba su carrera en la temporada baja. El dolor del lanzamiento empeora a medida que avanza el partido.

Billy está tan absorto en sus pensamientos que no se da cuenta de que está lanzando un juego perfecto hasta que mira el marcador en la parte baja de la octava entrada. Su amigo y receptor Gus Sinski le confirma que nadie ha llegado a la base, y que todo el equipo está apoyando a Billy para hacer lo que sea necesario para mantener vivo el intento de juego perfecto. El dolor de Billy en el hombro se ha vuelto intenso, y después de lanzar sus dos primeros lanzamientos de la entrada fuera de la zona de strike, el entrenador de los Tigres, Frank Perry, hace la llamada para calentar a dos lanzadores de relevo en el bullpen. La cuenta llega a 3-0 antes de que Billy recuerde haber lanzado a su padre (ya fallecido) en el patio trasero. Se recupera y lanza un strike, luego saca al bateador en el siguiente lanzamiento.

Antes de que los Tigres salgan al campo para la parte baja de la novena entrada, Billy tiene unas últimas reflexiones sobre su carrera y su amor por Jane. Autografía una pelota de béisbol para Wheeler, que ha sido como un padre para él durante muchos años. Junto con la firma, Billy inscribe la pelota con "Diles que he terminado. Por amor al juego". Ken Strout aparece representando la última oportunidad para Nueva York. Strout pica por el medio justo fuera del alcance de Chapel, dirigiéndose hacia el campo central. El campocorto de los Tigres se lanza a la primera a tiempo para retirar a Strout, dándole a Chapel su juego perfecto.

Billy se sienta solo en su habitación de hotel mientras se da cuenta de que todo lo que ha sido y hecho durante los últimos 19 años ha terminado. A pesar de su increíble logro, Billy llora no sólo por la pérdida del béisbol, sino por el otro amor de su vida, Jane.

A la mañana siguiente, Billy va al aeropuerto para informarse sobre un vuelo a Londres. Jane había perdido su vuelo la noche anterior para poder ver el final de su juego perfecto. La encuentra allí esperando su avión y se abrazan y reconcilian.