En el año 2010, el matrimonio Barnett, compuesto por Kristine y Michael, adopta a la pequeña Natalia Grace. Pronto, la pareja asegura que la niña es una asesina en potencia, que intentó acabar con su vida en varias ocasiones. Pero ¿quién es el malo de esta historia?
Por un lado, el matrimonio sospecha que la niña de 6 años podía ser en realidad una joven de 20. Natalia sufre un trastorno que provoca problemas de crecimiento y enanismo, pero un juzgado determinaba que realmente sí que era una niña. Por otro lado, los Barnett son acusados de abandono, ya que dejaron abandonada a la niña sin comida ni electricidad. Además, Kristine y Michael se divorcian, y sus testimonios sobre lo ocurrido no concuerdan en un caso en el que interviene la policía y está plagado de incógnitas.