Un precioso sábado por la mañana en un barrio obrero, Christine Collins (Angelina Jolie), madre soltera, se despide de Walter, su hijo de nueve años, para acudir a su trabajo de operadora telefónica. Pero cuando Christine regresa a su casa, se enfrenta a la peor pesadilla de cualquier madre: su hijo ha desaparecido. Lo denuncia ante la Policía y empieza una minuciosa e infructuosa búsqueda. Walter ha desaparecido sin dejar rastro.
Sin embargo, cinco meses después aparece otro niño que asegura ser su hijo. La Policía, a la que le vendrá muy bien la publicidad que surgirá de un reencuentro público, le entrega el niño. Christine, aturdida por los fotógrafos, los reporteros y la Policía, acaba llevandóselo a casa a pesar de saber que no es su hijo Walter. Christine no se rinde e insiste en que la Policía siga buscando a su verdadero hijo, pero pronto descubre que, en la época de la Prohibición en Los Ángeles, una mujer no se enfrenta al sistema y sobrevive para contarlo.