Η Σόφι, μια καθηγήτρια μουσικής που επεξεργάζεται τη ζωή μέσα από τις μελωδίες, προσλαμβάνει μια ζεστή και μουσικά ταλαντούχα νταντά, την Έλεν, για τον εξάχρονο γιο της, τον Άντριου. Στην αρχή, όλα κυλούν αρμονικά, μέχρι που μια παράξενη Παρασκευή ο Άντριου γίνεται ασυνήθιστα σιωπηλός και φοβισμένος. Υποψιασμένη, η Σόφι ελέγχει μια κάμερα ασφαλείας στο σπίτι και παρατηρεί ότι η Έλεν αποκαλύπτει κατά λάθος ένα τατουάζ με έξι μουσικές νότες στο μπράτσο της: την ακριβή μελωδία ενός μυστικού παιδικού νανουρίσματος που η Σόφι πίστευε ότι γνώριζε μόνο εκείνη. Όταν η Σόφι τη confrontάρει, ο Άντριου εξηγεί ότι η Έλεν τραγούδησε το ιδιαίτερο τραγούδι της μητέρας του και αναστατώθηκε εμφανώς όταν εκείνος το αναγνώρισε.
Ανησυχώντας όλο και περισσότερο, η Σόφι τηλεφωνεί στη μητέρα της και ανακαλύπτει καλά κρυμμένες αλήθειες σχετικά με την υιοθεσία της, η οποία είχε γίνει μετά από ένα τραυματικό γεγονός στην πρώιμη παιδική της ηλικία. Η έρευνά της αποκαλύπτει τελικά ένα κρυφό ιατρικό ιστορικό, στο οποίο αναφέρεται μια μεγαλύτερη βιολογική αδελφή με το όνομα «Ρέιτσελ», την οποία η Σόφι είχε ξεχάσει ως «το τραγουδιστό κορίτσι» που είχε μείνει πίσω στο ορφανοτροφείο. Συνειδητοποιώντας ότι το τατουάζ και το νανούρισμα συνδέουν άμεσα την Έλεν με το παρελθόν της, η Σόφι αντιμετωπίζει τη νταντά και ανακαλύπτει τη συγκλονιστική αλήθεια: η Έλεν είναι στην πραγματικότητα η Ρέιτσελ, η οποία δεν περίμενε ποτέ ότι θα ξαναβρεί τη χαμένη της αδελφή.
Αν και αρχικά μένει άναυδη από την εξαπάτηση, η Σόφι ακούει την Έλεν να της εξηγεί με δάκρυα ότι δέχτηκε τη δουλειά χωρίς να γνωρίζει το νέο επώνυμο της Σόφι μετά τον γάμο της και αναγνώρισε τη μελωδία μόνο αφού μίλησε ο Άντριου. Φοβισμένη ότι θα έχανε την αδελφή της για δεύτερη φορά και ότι θα αντιμετώπιζε τον οίκτο των άλλων, η Έλεν είχε κρατήσει κρυφή την πραγματική της ταυτότητα. Αντί για θυμό, η Σόφι νιώθει ένα βαθύ κύμα κοινής ιστορίας και ενσυναίσθησης, συνειδητοποιώντας ότι τριάντα δύο χρόνια χωρισμού δεν μπορούν να διαγράψουν τον δεσμό που δημιούργησαν στο ορφανοτροφείο.
Μετά την εκτόνωση της συναισθηματικής έντασης, η Έλεν από κρυφή αδελφή γίνεται αγαπημένο μέλος της οικογένειας, κερδίζοντας και επίσημα τον τίτλο της «θείας Έλεν» από τον ενθουσιασμένο Άντριου. Η ιστορία ολοκληρώνεται με τις δύο αδελφές να κάθονται μαζί στο πιάνο, να μοιράζονται γέλια για τις παιδικές τους συνήθειες και τις ίδιες μουσικές ιδιοτροπίες. Η Σόφι τελικά σταματά να θρηνεί για τις δεκαετίες που έχασε εξαιτίας της αμνησίας και αγκαλιάζει, αντί γι’ αυτό, την αποκατεστημένη οικογένειά της και όλες τις αναμνήσεις που έχουν ακόμη να δημιουργήσουν μαζί.