Als tiener moest Philomena Lee (Judi Dench) haar buitenechtelijke zoontje ter adoptie afstaan op aandringen van de Iers-Katholieke gemeenschap waar ze woonde. Vijftig jaar later gaat ze met hulp van de cynische BBC-journalist Martin Sixsmith (Steve Coogan) op zoek naar haar verloren zoon. Martin ziet het verhaal vooral als een mooie comeback voor zijn onlangs geruïneerde carrière.