이 영화는 로렌조라는 다섯살 난 소년이 어느날 이상한 행동을 하기 시작하고, 그후 의사로부터 ALD(Adreuo Ieukody-etrophy)라는 사형선고와 다름없는 병명의 진단을 받는 것으로 시작된다. ALD는 현대의학이 아무런 치료법도 개발해내지 못한 불치의 병으로 의학계조차 이 희귀한 병에 관심을 보이지 않자 로렌조의 부부는 아들 병의 전문가가 되기로 작정한다.
세계은행 간부인 오구스토 오돈(닉 놀테)과 그의 아내 미카엘라(수잔 세런든)는 직장대신 매일 도서관으로,
연구소로 출근해 ALD 관련 의학서적들을 붙잡고 씨름한다. 그러나 오돈 부부의 집념은 곳곳에서 만만찮은 벽과 마주서게 되고, 의사들조차 그들의 도전을 무모한 짓이라며 말리는데…
