失踪宝贝讲述了美国一座小镇上的四岁女童阿曼达突然失踪后引发的调查。阿曼达的姨妈和姨夫找到私家侦探Patrick Kenzie（Casey Affleck 饰），委托他查明外甥女的下落。Patrick Kenzie与女友兼工作搭档Angela（Michelle Monaghan 饰）随即展开艰难追查。
随着调查逐步深入，他们发现阿曼达的母亲Helene是个不折不扣的瘾君子，对毒品的在意似乎远远超过对女儿失踪的关注。围绕Helene展开调查后，毒品贩子、诈骗犯和虐待儿童者相继浮出水面，Detective Remy Broussard（Ed Harris 饰）与警官Jack Doyle（Morgan Freeman 饰）也加入了调查。然而，阿曼达的名字却仿佛离真相越来越远。面对错综复杂的案情，Patrick Kenzie被推向道德的十字路口，不得不重新思考，究竟怎样才算真正伸张正义。
