Le sergent Gallagher revient d'Allemagne avec un soldat prisonnier. Le prisonnier s'échappe aux toilettes de l'aéroport, et c'est le début d'une quête où Gallagher n'a pas que des amis... car toutes les autorités militaires semblent l'empêcher de retrouver son fugitif, apparemment sans répugner à l'emploi d'aucun moyen. Avec l'aide de son épouse dont il est distant depuis un certain temps, Gallagher va chercher la raison d'une telle conspiration.
Jonathan Safran Foer (Elijah Wood) est un collectionneur de mémoire : des photos, des cartes, des fausses dents, des mains sales... Tous les objets qu'il collectionne sont scellés dans des sacs et montés sur un mur. À la mort de sa grand-mère, Jonathan reçoit une très ancienne photo pour sa collection : son grand-père accompagné d'une jeune Ukrainienne du temps de la Seconde Guerre mondiale. Ainsi débute l'aventure de Jonathan Foer, un jeune juif des États-Unis, qui se rend en Ukraine à la recherche d'Augustine, la femme qui sauva son grand-père des nazis en 1942. Ce film est basé sur l'histoire vécue de Jonathan Safran Foer.