Philomena fødte en sønn utenfor ekteskap som tenåring i et kloster i Irland. Etter tre år ble gutten tatt fra henne og solgt til et amerikansk par. En tung hemmelighet som hun har båret på i over 50 år. Når datteren hennes får vite sannheten kontakter hun journalisten Martin Sixsmith. Han bestemmer seg for å nøste opp i historien og reiser med Philomena til USA for å finne ut hva som egentlig skjedde med sønnen hennes.