Fuera de mi mente es una novela para adultos jóvenes escrita desde la perspectiva de Melody Brooks, una niña de once años con parálisis cerebral. Aunque Melody no puede caminar, hablar o alimentarse por sí misma, tiene una memoria fotográfica y una personalidad ingeniosa. La inteligencia de Melody no es reconocida en su mayoría por la sociedad en general, debido a los prejuicios capacitadores que hacen que la gente asuma que su discapacidad física también debe afectar su capacidad mental.
Al comienzo de la novela, Melody revela que nunca ha dicho una sola palabra. Aunque la mayoría de las personas en la vida de Melody subestiman sus habilidades, los padres de Melody pueden ver la inteligencia en sus ojos. La Sra. V, vecina de Melody y cuidadora después de la escuela, también reconoce la brillantez de Melody. La Sra. V motiva a Melody a lograr más de lo que la sociedad espera de ella. Juntos construyen un conjunto de palabras de vocabulario más complejo para que Melody las señale en su tablero de comunicación de plexiglás.
Cuando tiene cinco años, Melody y su madre consultan a un especialista para determinar si debe comenzar el jardín de infantes. Después de que el especialista, Dr. Hugely, administra pruebas defectuosas y sesgadas, determina que Melody tiene un daño cerebral grave y un retraso mental. El médico recomienda que los padres de Melody pongan a Melody en un centro de atención para que puedan seguir con sus vidas sin la carga de criarla. La madre de Melody regaña al médico por su insensibilidad y matricula a Melody en la escuela primaria Spaulding Street.
Melody pasa los próximos cinco años en el salón de clases de necesidades especiales, salón H-5. Aunque al principio estaba emocionada de ingresar a la escuela, la falta de estimulación intelectual en la clase segregada de necesidades especiales la decepciona. Cuando Melody ingresa a quinto grado, recibe una silla de ruedas eléctrica, lo que le da mayor autonomía sobre su movilidad. La maestra de Melody, la Sra. Shannon, inicia un programa de inclusión para llevar a los estudiantes H-5 a las clases de la escuela principal. Habiendo notado la inteligencia de Melody, la Sra. Shannon consigue fondos para contratar a una asistente para Melody llamada Catherine, una estudiante universitaria que ayuda a Melody a tomar exámenes y participar en las clases de la escuela principal. Con la ayuda de su sistema de apoyo, compuesto por la Sra. V, Catherine y los padres de Melody, Melody recibe un Medi-Talker, un dispositivo de comunicación que le permite hablar.
A pesar de su nueva voz, Melody permanece socialmente aislada. Incluso cuando Melody logra una puntuación perfecta en el cuestionario de práctica de Whiz Kids, el Sr. Dimming, su profesor de historia y sus compañeras de clase Claire y Molly se muestran escépticas sobre la participación de Melody. A pesar de la adversidad que Melody encuentra, Melody se entrena para la prueba de calificación y logra otra puntuación perfecta, lo que le valió un lugar en el equipo de pruebas de Whiz Kids. Aunque vacila con las preguntas de matemáticas, Melody demuestra ser una competidora igual y ayuda a la Primaria Spaulding Street a ganar la competencia regional del suroeste de Ohio. Debido a su discapacidad, los reporteros de la competencia prestan mucha atención a Melody. Melody está confundida por la idea de que es una sensación mediática y predice correctamente que sus compañeros de equipo estarán celosos. Melody desearía que la trataran como a cualquier niño normal.
En la mañana de las finales nacionales de Whiz Kids en Washington, DC, la familia de Melody se entera de que su vuelo ha sido cancelado debido a una tormenta de nieve a fines del invierno. Se revela que el resto del equipo de Melody llegó temprano al aeropuerto y logró salir en el último vuelo. Melody se entera de que habían estado juntas después de desayunar en grupo; Melody había sido excluida del desayuno porque al grupo le preocupaba que los retrasara. Aunque Melody superó múltiples barreras para ayudar a traer a su equipo a Washington, el continuo prejuicio del equipo contra su discapacidad significa que no puede asistir a la final. La igualdad que Melody ha buscado sigue siendo esquiva.
En un esfuerzo por no sentir lástima por sí misma, Melody decide al día siguiente ir a la escuela para ver a Catherine. En el caos de intentar salir de la casa, la hermana de Melody escapa por la puerta principal mientras Melody y su madre están en su camioneta. Sin su Medi-Talker, Melody intenta llamar la atención de su madre pateando, chillando y rascando. La madre de Melody malinterpreta el significado del arrebato de Melody y da marcha atrás al vehículo hasta que escucha un ruido sordo. En el accidente, Penny sufre una fractura en la pierna y requiere cirugía.
Cuando Melody regresa a la escuela el lunes siguiente, sus compañeros de clase están tristes. Intentan calmar su culpa por haberla abandonado dándole el trofeo de mal gusto del noveno lugar que recibieron en Washington. Melody se ríe del gesto y tira el trofeo al suelo antes de salir rodando del aula. La novela termina con Melody reflejando que, a pesar de los obstáculos que presentan sus dificultades de desarrollo, sus necesidades existenciales no son tan diferentes a las de la mayoría de los estudiantes de quinto grado. La narración cierra el círculo cuando Melody comienza a componer su autobiografía, cuyas primeras líneas comprenden Fuera de mi mentecapítulo de apertura.