O esquisitão Pee-Wee (Paul Reubens) é uma criança presa no corpo de um homem, e acaba embarcando na maior aventura da sua vida quando ele parte em busca do seu bem mais precioso: sua bicicleta. Ela, que fora roubada em plena luz do dia, desapareceu na imensidão dos Estados Unidos, e Pee-Wee vai percorrer o país para tentar achá-la.

No meio do caminho, ele se depara com pessoas e situações bizarras.