David e Norah acabam de ser pais de gêmeos, mas os médicos atestam que a menina sofre de síndrome de Down. Sem saber como lidar com o fato, David conta à esposa que a garota não sobreviveu e pede a uma das enfermeiras que interne sua filha numa instituição. Porém, a moça se afeiçoa à menina e a leva para casa, criando-a como se fosse sua própria filha.