После смерти жены в автокатастрофе известный писатель, лауреат Пулитцеровской премии Джейк Дэвис (Рассел Кроу) в одиночку воспитывает свою маленькую дочь Кейти, однако травма головы, которая осталась у него после аварии, с каждым днем напоминает о себе все сильнее, оборачиваясь внезапными судорогами и нервными срывами. Когда его состояние становится критическим, Джейк вынужден оставить Кейти ее тете Элизабет (Дайан Крюгер), чтобы пройти курс реабилитации. Вернувшись, он понимает, что родственники хотят удочерить ее. Далее действие драмы «Отцы и дочери» переносит зрителя на 27 лет вперед, когда Кейти (Аманда Сайфред), ставшая психологом, работает с девочкой по имени Люси, потерявшей дар речи после смерти своей матери. Собственные психологические проблемы Кейти заглушает случайными связями с мужчинами — до тех пор, пока не встречает Кэмерона (Аарон Пол), молодого человека, который боготворит ее отца и намерен сделать все, чтобы вернуть героиню к нормальной жизни.