L'Oskar Schell és un nen que necessita atenció especial. Precoç, hiperactiu i amb problemes de comunicació, gaudeix amb els reptes mentals que li planteja el seu pare. Quan el pare mor víctima dels atemptats de l'11 de setembre al World Trade Center, l'Oskar necessita trobar una explicació lògica a un fet que és incapaç de comprendre i aquesta necessitat l'empeny a una desesperada recerca per tota la ciutat de Nova York rere una pista suposadament deixada pel seu pare: una misteriosa clau a dins d'un sobre que porta escrita la paraula "Black".

En Donald és un jove taxista obsessionat amb els ocells i amb el càlcul numèric. Pateix la Síndrome d'Asperger, i la seva vida es regeix per estrictes patrons i rutines. En les seves estones lliures dirigeix un grup de persones que pateixen aquest mateixa síndrome. L'arribada al grup de la bonica i complexa Isabel li canviarà la vida.