Akcja filmu rozgrywa się w Los Angeles w latach dwudziestych XX wieku i opowiada historię Christine Collins (w tej roli Angelina Jolie), samotnej matki, której dziewięcioletni syn Walter zaginął. Zdesperowana, by odnaleźć syna, Christine zwraca się o pomoc do policji w Los Angeles.
Jednak policja, chcąca szybko zamknąć sprawę, po kilku miesiącach przedstawia Christine chłopca, który według nich jest Walterem. Pomimo upierania się Christine, że chłopiec nie jest jej synem, policja zmusza ją, by go zaakceptowała.
W miarę jak Christine kontynuuje walkę o prawdę, odkrywa niepokojącą sieć korupcji i nadużyć w policji Los Angeles. Dowiaduje się, że policja porywała dzieci i przedstawiała je jako zagubione lub uciekające dzieci, aby dotrzymać limitów i utrzymać wysoki wskaźnik odpraw. Nieustające dążenie Christine do sprawiedliwości, przy wsparciu współczującego lekarza i wielebnego, obnaża niewłaściwe postępowanie wydziału i prowadzi do reform.
W końcu, dzięki wysiłkom prywatnego detektywa wynajętego przez Christine, prawdziwy Walter zostaje odkryty, mieszkający zaledwie kilka przecznic od domu Christine. Okazuje się, że został porwany przez seryjnego mordercę Gordona Northcotta, który przetrzymywał go w niewoli i znęcał się nad nim wraz z innymi dziećmi. Walter zostaje uratowany, a prawda o działaniach LAPD wychodzi na światło dzienne.
„Changeling” to mocny dramat, który łączy w sobie elementy kryminału, tajemnicy i komentarza społecznego.