같은 반에서 제일 어울리지 않는 네 명이 하필 같은 모둠이 되어 과학 탐구 보고서를 써야 한다. 담임 선생님은 우리의 탐구 주제를 ‘진화’로 정해 주고 나를 모둠장으로 임명했다. 어느 날 나는 자신이 만든 이름표를 깨뜨린 대가로 조수를 하라는 이상한 아저씨를 만난다. 그 아저씨는 자신을 ‘수상한 박물관’의 관장이라고 소개하며 학교가 끝나는 대로 박물관으로 찾아오라고 명령한다. 박물관으로 오면 5모둠을 최고의 모둠으로 만들어 주겠다는 말에 나는 결국 모둠원을 모두 데리고 수상한 박물관으로 간다. 박물관에 전시된 ‘비글호’에 오른 우리는 갑작스러운 천둥번개와 함께 갈라파고스 제도로 향하는 바다 한가운데로 이동한다. 갈라파고스 제도에서 거북과 핀치를 만나 진화의 증거를 찾던 우리는 다시 박물관으로 이동하지만, 현재가 아닌 다윈이 살던 시대의 회의 장소로 도착해 뜻하지 않은 일에 휘말린다. 다윈 아저씨는 많은 과학자들 사이에서 곤경에 처해 있었다. 그 이유는 다윈 아저씨가 성경에 적힌 대로 지구가 6000년 전에 만들어졌다는 것을 인정하지 않고 지구의 나이가 족히 만 년은 넘었을 거라고 주장하기 때문이다. 우리는 지구의 나이가 만 년이 넘었다는 것을 보여 주는 화석을 찾아 다윈 아저씨를 구해 낸다. 그리고 화석을 통해 하나의 생물이 어떻게 진화했는지를 알 수 있다는 사실을 알게 된다. 우리는 과학 탐구 보고서를 쓸 자료를 모두 수집하고 학교로 돌아갈 때가 되자, 어느 덧 서로를 인정하고 잘 챙겨 주는 사이로 변했다는 것을 깨닫는다. 다윈 아저씨는 단순히 하나의 개체가 달라지는 것은 진화가 아니고, 하나의 종을 이루는 개체 전체가 함께 변하는 것이 진화라는 것을 알려 준다. 우리 5모둠이 최악의 모둠에서 최고의 모둠으로 진화한 것처럼 말이다.