Oskar Schell es un niño de nueve años muy especial, dotado de una aguda sensibilidad y de un talento versátil, que, tras perder a su padre el 11 de septiembre de 2001, encuentra entre los enseres del difunto un sobre con la palabra «Black» escrita en el dorso y una llave en su interior. Inmediatamente el pequeño decide que esa llave resolverá el misterio del último día de su padre, explicará por qué estaba en las torres, cuál fue el motivo de su muerte. Empieza así la peculiar e insólita odisea de Oskar por la herida ciudad de Nueva York en busca de todas las personas, lugares u objetos relacionados con el misterioso sobre. Al tiempo que el fantasma de su padre se dibuja en la telaraña de Manhattan, se iluminan también los orígenes de Oskar y la historia de sus abuelos, huidos de Dresde durante la Segunda Guerra Mundial.