Oskar Schell a neuf ans. C'est un enfant surdoué, ultra-sensible et à l'inventivité presque maladive. Un an après le décès de son père dans les attentats du 11 septembre, Oskar trouve une clé. Persuadé qu'elle lui permettra d'élucider le mystère de la disparition de son père, il part à la recherche de la serrure qui lui correspond. Sa quète le mènera aux quatre coins de New-York.