《单车少年》讲述了11岁男孩西里尔（托马斯·多雷 Thomas Doret 饰）的故事。父亲盖伊（杰瑞米·雷乃 Jérémie Renier 饰）突然离开后，西里尔被送进儿童福利院。为了见到父亲，他不顾一切逃离学监的看管，并因此与人发生争执。西里尔找到盖伊曾经租住的房子，却吃了闭门羹，还被邻居赶走。回到福利院后，他仍没有放弃寻找父亲买给自己的那辆单车。
后来，善良的理发师萨曼莎（西西·迪·法兰丝 Cécile De France 饰）得知此事，帮西里尔买回了那辆已被盖伊卖掉的单车。西里尔骑上车，继续踏上寻找父亲的路。萨曼莎对他的遭遇心生怜悯，主动联系了盖伊。父子终于再次见面，盖伊坦言，西里尔的母亲离家出走后，他感到自己无力抚养孩子。如今，为了在自己的料理店开始新生活，他甚至希望萨曼莎能够帮忙照顾西里尔。
然而，被父亲遗弃的痛苦让西里尔始终无法释怀。他拼命守护着那辆单车，甚至因此结识了一群未成年毒贩，在危险的边缘一步步走向犯罪……
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