Loin de toute civilisation, au plus profond des forêts de l'état de Washington, Ben élève seul ses 6 enfants, Bo(devan), Vespyr, Kielyr, Rellian, Zaja et Nai. Une éducation à la dure qui, dans son esprit, doit leur permettre de progresser physiquement et mentalement et d'être capables de réfléchir par eux-mêmes. Parmi ses buts : arriver à ce que ses enfants sachent réduire une fracture, soigner une brulure, se repérer la nuit grâce aux étoiles, connaître les plantes, fabriquer des vêtements en peau, survivre en forêt avec un couteau. Pour y arriver, les journées commencent par un appel musical quasi militaire interprété à la cornemuse, puis elles sont consacrées à la chasse et à divers exercices physiques dont l'escalade et différentes formes de combats, les soirées calmant le jeu avec de la lecture et des réflexions philosophiques. Dans cette famille, un homme est l'objet d'une admiration sans borne : le linguiste et philosophe Noam Chomsky.
Ben élève seul ses 6 enfants depuis que sa femme Leslie a été admise dans un hôpital afin que puissent être soignés ses troubles psychiatriques. Pour les parents de Leslie, aucun doute, c'est Ben qui est responsable de ces troubles. Quant aux enfants, ils s'étonnent de cette admission dans un hôpital, un lieu dont leur père n'a cessé de leur dire qu'on y entre en bonne santé et qu'on y meurt ! Malheureusement, c'est ce qui arrive à Leslie, et, malgré l'interdiction de venir à l'enterrement lancée par Jack, le père de Leslie, Ben et les enfants vont se déplacer depuis le nord-ouest des Etats-Unis vers le Nouveau-Mexique, là où habitent les beaux-parents de Ben, là où va se dérouler la cérémonie. Pour les enfants, il s'agit d'un événement exceptionnel, une plongée dans la "vraie vie" américaine, celle des super-marchés, celle des Mac Do et de l'obésité, pour eux qui n'ont jusqu'alors pratiqué, entre eux, que leur paradis naturel.
Ce voyage vers le Nouveau Mexique va donner lieu à des rencontres montrant ce que peuvent donner d'autres modes d'éducation. Des confrontations qui, d'ailleurs, ne manquent pas de sel, comme celle où Bo, qui n'a aucune expérience en matière de gent féminine, tombe raide dingue amoureux de Claire, une jeune fille de son âge pour qui Spock est un personnage de "Star Treck" alors que, pour lui, il s'agit, bien évidemment, du pédiatre Benjamin Spock. Deux mondes parallèles vivant au même instant sur le même territoire !
A l'autre extrémité de l'éducation libertaire et extrémiste prônée par Ben, on ne fait que deviner ce que donnerait l'éducation donnée par les parents de Leslie, un couple très conservateur et vivant dans l'opulence, un couple qui se permet de ne pas respecter les dernières volontés de leur fille, un couple qui voudrait récupérer la garde des 6 enfants. Un couple, toutefois, qui semble plein d'amour pour ses petits-enfants et dont l'éducation, certainement très rigide, prodiguée à leur fille, a finalement donné le résultat inverse de celui recherché.
Entre ces deux modes de vie extrêmes, se situe celui pratiqué avec leurs enfants par Dave et Harper, la sœur de Ben (Ben, Harper, un hasard ?) : un mode de vie où on mange du poulet bio, garanti sans OGM, mais sans le tuer soi-même au couteau ou à la hache, un mode de vie où les enfants ont droit aux jeux vidéo mais pas à table, au moment du repas. Au bout du compte, on sait gré à Matt Ross, ce comédien pour qui Captain Fantastic est le deuxième long métrage en tant que réalisateur, de ne jamais se montrer manichéen dans son approche des différentes facettes de l'éducation.