"Million Dollar Arm" menceritakan kisah nyata dari JB Bernstein (Jon Hamm), seorang agen olahraga yang sangat sukses. Ketika bisnisnya terancam ditutup, membuat dia dan rekannya Aash (Aasif Mandvi) harus memikirkan cara untuk segera menemukan sosok pitcher (pelempar) baseball. Pada suatu malam JB yang sedang menonton acara kriket di stasiun TV India, berpikir bahwa dia bisa menemukan seorang pitching baru.

Dengan hanya bermodal tekad JB langsung menuju Mumbai dan membuat acara realiti "Million Dollar Arm"?. Di acara itu ada sekitar 40.000 kandidat yang bersaing dengan berbagai seleksi, pada akhirnya muncullah dua orang pemenang yang masih berusia 18 tahun, Rinku dan Dinesh (Suraj Sharma, Madhur Mittal). Dengan segera JB membawa mereka ke Amerika untuk dilatih oleh seorang pelatih pitching legendaris Tom House (Bill Paxton). Tujuan JB untuk menemukan seorang pitcher profesional dan bermain di tim liga utama akhirnya terwujud.