La película está ambientada en Los Ángeles en la década de 1920 y cuenta la historia de Christine Collins (interpretada por Angelina Jolie), una madre soltera cuyo hijo de nueve años, Walter, desaparece. Desesperada por encontrar a su hijo, Christine recurre al Departamento de Policía de Los Ángeles en busca de ayuda.
Sin embargo, la policía, ansiosa por cerrar el caso rápidamente, le presenta a Christine un niño que, según afirman, es Walter después de varios meses. A pesar de la insistencia de Christine en que el niño no es su hijo, la policía la obliga a aceptarlo.
Mientras Christine continúa luchando por la verdad, descubre una inquietante red de corrupción y abuso dentro del Departamento de Policía de Los Ángeles. Se entera de que la policía ha estado secuestrando niños y haciéndolos pasar por jóvenes perdidos o fugitivos para cumplir con sus cuotas y mantener una alta tasa de liberación. La incesante búsqueda de justicia de Christine, que cuenta con el apoyo de un médico comprensivo y un reverendo, expone la mala conducta del departamento y conduce a reformas.
Finalmente, gracias a los esfuerzos de un investigador privado contratado por Christine, se descubre que el verdadero Walter vive a pocas cuadras de la casa de Christine. Resulta que había sido secuestrado por un asesino en serie llamado Gordon Northcott, quien lo mantuvo cautivo y abusó de él, junto con otros niños. Walter es rescatado y la verdad sobre las acciones del LAPD sale a la luz.
"Changeling" es un drama poderoso que combina elementos de crimen, misterio y comentario social.