Londres, 1920. Après un mariage trop vite accepté pour convenances sociales, Kitty part avec son mari, Walter, médecin bactériologiste, pour vivre à Shanghai où il doit mener des recherches. Rapidement, la jeune femme tombe amoureuse d'un autre homme.
Lorsque Walter découvre l'adultère dont il est victime, il promet à Kitty de lui accorder un divorce qui ne mentionnera pas son infidélité et lui conservera ainsi une réputation sans tache, si son amant quitte sa femme pour l'épouser. Walter sait que cet homme place sa carrière avant ses nombreuses conquêtes féminines...

Walter Mitty est un homme ordinaire, enfermé dans son quotidien, qui n’ose s’évader qu’à travers des rêves à la fois drôles et extravagants. Mais confronté à une difficulté dans sa vie professionnelle, Walter doit trouver le courage de passer à l'action dans le monde réel. Il embarque alors dans un périple incroyable, pour vivre une aventure bien plus riche que tout ce qu'il aurait pu imaginer jusqu’ici. Et qui devrait changer sa vie à jamais.