Dans les années 1950, après une nuit sous les étoiles irlandaises avec un garçon au joli sourire, Philomena est tombée enceinte. Placée dans une institution tenue par des religieuses, elle a vu Anthony naître, grandir et un beau jour… partir. Alors que tout espoir de le retrouver semble perdu, Philomena croise le chemin de Martin Sixsmith, un journaliste qui accepte de mener l’enquête avec elle…