I 50 år har irske Philomena båret på en tung hemmelighed. Som teenager fødte hun en søn, som den katolske kirke tvang hende til at bortadoptere. En dag møder hun den desillusionerede journalist Martin Sixsmith, der fascineres af hendes historie. Sammen begiver det umage par sig ud på en bevægende rejse for at finde ud af, hvad der blev af Philomena's søn.