En 2011, un nuevo maestro, Sergio Juárez Correa, llega a la deteriorada escuela primaria José Urbina López en Matamoros. En un entorno opresivo marcado por la violencia de los cárteles de drogas, los estudiantes de la escuela tienen algunos de los peores resultados académicos de todo México. Dadas las instalaciones en mal estado y la falta de recursos educativos como computadoras, la mayoría de los maestros no tienen motivación para enseñar y se enfocan principalmente en que sus clases aprueben las pruebas estandarizadas impuestas por el gobierno, que no inspiran un aprendizaje real.

Sergio sorprende a sus alumnos de sexto grado al adoptar un enfoque poco convencional para la enseñanza y los anima a resolver problemas de manera creativa. Para ayudarlos a pensar matemáticamente, por ejemplo, transforma el salón de clases, volteando todos los escritorios para representar hipotéticamente botes en un océano. A través de este nuevo método, logra que sus estudiantes encuentren la respuesta correcta. Cuando el director de la escuela, Chucho, revisa la clase, se muestra tan desconcertado como los alumnos.

Después de esfuerzos continuos, este estilo de enseñanza comienza a tener un impacto positivo en el rendimiento académico de los niños. Al darles a su clase la capacidad de pensar de manera independiente, Sergio inspira a sus alumnos de sexto grado a tener confianza y alcanzar un potencial más allá de sus circunstancias de pobreza. Su enfoque alternativo involucra un aprendizaje liderado por los estudiantes, lo que hace que los niños se involucren y participen como nunca antes. Cuando los resultados positivos se hacen evidentes, incluso Chucho apoya a Sergio.

Al promover el pensamiento independiente, Sergio eventualmente entra en conflicto con un administrador visitante cuando sus estudiantes discuten abiertamente temas de moralidad. Sergio intenta defender su nuevo método de enseñanza, pero es apartado y se desilusiona, retirándose de sus responsabilidades como maestro tras la muerte de Nico, uno de sus estudiantes. Como resultado, su clase retrocede académicamente.

Preocupado por él, Chucho visita a Sergio en su casa para alentarlo a no rendirse con sus alumnos de sexto grado. Tras una reflexión personal, Sergio se reconecta con su estudiante talentosa, Paloma, y convence a su padre para que la deje seguir sus sueños de convertirse en ingeniera aeroespacial. Con el fin del año escolar acercándose, Sergio corre a la escuela durante las pruebas estandarizadas y anima a su clase a seguir creyendo en sí mismos. Sus estudiantes toman su consejo en serio y obtienen buenos resultados en los exámenes. Algunos de ellos eventualmente logran éxito en negocios privados y trabajan para grandes empresas tecnológicas en Estados Unidos.