Die junge Philomena (Sophie Kennedy Clark) wuchs in den 50er Jahren in einem irischen Kloster auf. Nachdem sie nach einer kurzen Liebelei schwanger wurde, nahmen die Nonnen ihr das Kind weg und hielten Philomena im Kloster als billige Arbeitskraft gefangen. Erst 50 Jahre später vertraut sie diese Geschichte ihrer deutlich später geborenen Tochter an. Die Tochter lernt auf einer Party wiederum den ehemaligen Journalisten Martin Sixsmith (Steve Coogan) kennen, der aufgrund seiner von Depression gefolgten Arbeitslosigkeit plant, ein Buch zu schreiben. Von Philomenas (Judi Dench) Geschichte will er zunächst jedoch nichts wissen, trifft sich dann aber doch mit ihr. Sie schildert ihm die Ereignisse, die nunmehr ein halbes Jahrhundert zurückliegen - und er ist gerührt. Zuerst begeben sich die beiden in das Kloster, wo sie keinerlei dienliche Hinweise erhalten, bekommen im örtlichen Pub dann allerdings eine Information, die alles verändert und sie auf ihrer Suche nach Anthony, Philomenas Sohn, in die USA führt...