Als tiener moest Philomena Lee haar buitenechtelijke zoontje ter adoptie afstaan op aandringen van de Iers-Katholieke gemeenschap waar ze woonde. Vijftig jaar later gaat ze met hulp van de cynische BBC-journalist Martin Sixsmith op zoek naar haar verloren zoon. Martin ziet het verhaal vooral als een mooie comeback voor zijn onlangs geruïneerde carrière. Als echter tijdens hun zoektocht de puzzelstukjes op zijn plaats beginnen te vallen, ontstaat een ontroerende vriendschap tussen beiden, gebouwd op het verlangen om de waarheid boven tafel te krijgen over het onrecht wat Philomena is aangedaan.