Действие фильма начинается в 1964 году. В сильную метель у жены доктора Дэвида Генри начинаются роды, и он не успевает отвезти ее в больницу. Доктор принимает роды сам вместе с медсестрой Кэролайн Гилл. первым из близнецов родился крепкий и здоровый мальчик, а вот девочка, родившаяся следом, оказалась с синдромом Дауна. Дэвид, считая, что ребенок обречен, отдает свою дочь Кэролайн, которая должна отвезти новорожденную девочку в приют. Но медсестра решает оставить ребенка себе. Спустя шесть лет Дэвид узнает, что его дочь жива и пытается найти девочку. «Дочь хранителя тайны» — экранизация одноименного романа американской писательницы Ким Эдвардс.