Oskar (Thomas Horn) ist davon überzeugt, dass sein Vater (Tom Hanks), der am 11. September bei den Angriffen auf das World Trade Center umgekommen ist, ihm eine letzte Botschaft hinterlassen hat, die irgendwo in der Stadt versteckt ist. Zu seiner trauernden Mutter (Sandra Bullock) bekommt Oskar keinen Kontakt mehr, und sein unbändig wacher Verstand weigert sich strikt, an etwas zu glauben, was er nicht mit eigenen Augen sehen kann.

Deshalb macht er sich in New York auf die Suche nach jenem Schloss, in das der geheimnisvolle Schlüssel passt, den Oskar im Schrank seines Vaters gefunden hat. Bei seinen Streifzügen durch die fünf Stadtbezirke beginnt er seine sichtbare Umwelt mit anderen Augen wahrzunehmen – was ihm hilft, über seinen persönlichen Verlust hinwegzukommen.