Abertura: O Sequestro em Conyers
O filme começa em um bairro tranquilo na cidade de Conyers, Pensilvânia, durante o feriado de Ação de Graças. Keller Dover (Hugh Jackman), um carpinteiro devoto e protetor da famÃlia, passa o dia com sua esposa Grace (Maria Bello), o filho adolescente Ralph (Dylan Minnette) e a filha pequena Anna (Erin Gerasimovich), junto com os vizinhos Franklin Birch (Terrence Howard), sua esposa Nancy (Viola Davis) e as duas filhas, incluindo Joy (Kyla Drew Simmons).
Após o almoço, Anna e Joy saem para brincar do lado de fora, mas não voltam para casa. A única pista inicial é um trailer branco enferrujado estacionado na rua, que havia sido visto pelas meninas antes de desaparecerem.
A Investigação do Detetive Loki
O caso é assumido pelo detetive Loki (Jake Gyllenhaal), um policial respeitado por nunca ter deixado um caso sem solução. Ele localiza o trailer suspeito e prende seu motorista, Alex Jones (Paul Dano), um jovem com desenvolvimento mental equivalente ao de uma criança de 10 anos. Dentro do veÃculo, porém, não há evidências fÃsicas que liguem Alex ao crime.
Loki insiste em seguir os protocolos, mas a ausência de provas diretas faz com que Alex seja libertado após 48 horas de custódia, o que enfurece Keller Dover.
A Justiça com as Próprias Mãos
Keller, convencido de que Alex sabe onde sua filha está, decide agir por conta própria. Com a ajuda relutante de Franklin, ele sequestra Alex e o mantém em um prédio abandonado, onde o tortura brutalmente em busca de respostas.
Enquanto isso, o detetive Loki continua investigando outras pistas. Ele descobre registros de pessoas desaparecidas na região e começa a ligar o caso das meninas a um possÃvel sequestrador em série.
O Sofrimento das FamÃlias
A situação começa a destruir emocionalmente as famÃlias. Grace entra em estado de choque, incapaz de lidar com a ausência da filha. Nancy descobre que Keller está mantendo Alex em cativeiro e, apesar de horrorizada com os métodos, decide não denunciar, acreditando que talvez essa seja a única forma de encontrar Joy e Anna vivas. Franklin, dividido entre a lealdade ao amigo e sua própria consciência, se mostra cada vez mais perturbado.
O Labirinto de Pistas
Loki segue uma linha paralela de investigação. Ele prende um homem misterioso chamado Bob Taylor (David Dastmalchian), que age de forma suspeita e mantém uma casa cheia de caixas com roupas infantis ensanguentadas e bonecos. Porém, mais tarde, descobre-se que Taylor não era o sequestrador, mas sim uma vÃtima de traumas de infância, obcecado em recriar os crimes que havia sofrido.
Essa falsa pista leva Loki ao limite, colocando sua credibilidade em xeque, enquanto Keller intensifica ainda mais as torturas a Alex, desesperado por respostas.
A Revelação de Alex
Sob intensa pressão e quase em colapso, Alex murmura frases confusas que indicam que as meninas ainda estariam vivas. Keller, acreditando que está cada vez mais perto, continua com sua violência, mesmo quando Franklin e Nancy tentam fazê-lo parar.
Paralelamente, Loki encontra indÃcios de que Alex não está agindo sozinho e que há uma figura maior por trás dos sequestros, ligada a um histórico de crianças desaparecidas que remonta a décadas.
O Encontro com a Verdade
A investigação de Loki o leva até Holly Jones (Melissa Leo), tia de Alex, que o criou desde pequeno. Holly parece inicialmente uma senhora tranquila e solitária, mas logo se revela a verdadeira mente por trás dos sequestros. Ela e seu falecido marido tinham como objetivo "fazer as famÃlias perderem a fé" sequestrando crianças. Alex, com sua deficiência intelectual, era apenas uma peça manipulada nesse jogo cruel.
Quando Loki descobre a verdade, Joy consegue escapar da casa de Holly e é encontrada viva, mas Anna continua desaparecida.
O SacrifÃcio de Keller
Determinando-se a salvar sua filha, Keller vai até a casa de Holly por conta própria. Lá, ele é rendido por ela e acaba sendo preso em um buraco subterrâneo no quintal, onde Anna também havia sido mantida. Keller fica ferido e sem forças, mas sua última ação de fé foi tentar proteger a filha a qualquer custo.
Enquanto isso, Loki chega à casa de Holly, enfrenta-a em um tiroteio e a mata. Dentro da casa, ele encontra Anna, ainda viva, e a resgata, levando-a de volta para sua mãe Grace.
O Final em Aberto
Após os resgates, Keller é dado como desaparecido, já que ninguém sabe que ele ficou preso no buraco da casa de Holly. O filme termina com Loki no quintal da residência, supervisionando a investigação. Quando os policiais começam a se retirar, Loki ouve um som de apito vindo do subsolo — o mesmo apito que Anna carregava. O detetive para, ouve novamente e o filme corta para os créditos, deixando em aberto se Keller será encontrado ou não.
