Siamo a Carpi nel 1905 e il giovane Dorando Pietri (Luigi Lo Cascio) ha una grande passione: correre! E’ una passione che condivide con il suo allenatore: suo fratello Ulpiano (Thomas Trabacchi). I due sono unitissimi e sognano di correre, un giorno, alle Olimpiadi. La società podistica più importante della zona è quella del Barbisio (Pippo Delbono), un possidente locale; l’atleta di punta della società è Pericle Rondinella (Fabio Fulco), il campione italiano di maratona: un mito per i due fratelli Pietri. Quando però si presentano alle selezioni degli atleti per la “Vigor” (questo il nome della società), Barbisio non crede nelle qualità di Dorando e lo scarta perché lo giudica piccolo, con le gambe storte e rachitico. La delusione di Dorando è amplificata dal risentimento della sua morosa, Teresa (Dajana Roncione), adirata con lui perché per andare alla “Vigor” non si è presentato alla balera a ballare.
Ulpiano non riesce a superare l’amarezza e, fuori di sé, si reca da Barbisio a chiedergli conto della sua decisione. La situazione precipita e Barbisio spara ad Ulpiano ferendolo ad una gamba.
Per mettere a posto le cose viene pattuito un compromesso. Ulpiano dovrà lasciare il paese e Dorando andrà a lavorare alla fabbrica di Barbisio. Ed è proprio qui che Dorando s’imbatte in Luciana (Laura Chiatti), una donna tanto avvenente quanto disinvolta per l’epoca. Dorando scoprirà che è la fidanzata proprio di Pericle Rondinella. E’ anche per questo (ma anche per “vendicare” Ulpiano) che, pur non essendo iscritto, partecipa alla maratona di Carpi. La corre quasi per gioco, con un vassoio di paste in mano, e incredibilmente la vince battendo Rondinella.
Il campione però si rifà il giorno dopo sfidando Dorando e questa volta lo batte. Le due corse vengono seguite dal vecchio Ottavio (Alessandro Haber) che, riconosciuto il talento del ragazzo, si offre di allenarlo. E’ grazie a lui che Dorando diventa campione italiano di maratona battendo Rondinella!
Lo smacco subito anche dal Barbisio lo spinge a licenziare Dorando e, dopo la protesta degli altri lavoratori, tutti i suoi operai.
Dorando allora gli lancia una sfida: faranno una corsa, lui a piedi e Barbisio con l’automobile; se vince Dorando, il padrone riprende tutti a lavorare. Complice un inconveniente al motore, Dorando vince e tutti vengono riassunti.
La vita sentimentale di Dorando invece è piuttosto confusa; infatti sebbene si sia riconciliato con Teresa (che nel frattempo ha scoperto essere la figlia del suo allenatore Ottavio), è sempre molto attratto da Luciana; e quando la ragazza gli si propone, lui non sa dire di no…
Teresa viene ricoverata improvvisamente in ospedale e Dorando, di fronte alla concreta possibilità di perderla, capisce che è la donna della sua vita. Scampato il pericolo i due si sposano, mentre Luciana, addolorata, parte per l’America.

E’ proprio durante la festa nuziale che Dorando viene informato che è stato selezionato a rappresentare l’Italia alle Olimpiadi del 1908 a Londra. Londra, la città dove si è rifatto una vita, facendo fortuna, suo fratello Ulpiano