Elizabeth Waters (Karen Young) hat in Ayer/Massachusetts acht Kinder von fast ebenso vielen Männern und kümmert sich nicht um sie. Zwei der Halbgeschwister, Kenneth („Kenny“) und Betty Anne (Tobias Campbell, Bailee Madison), sind unzertrennlich. Sich selbst überlassen, stellen sie allerdings jede Menge Unfug an. Sie schwänzen die Schule, hängen sich an fahrende Autos, verüben Ladendiebstähle, brechen zum Spaß in Häuser ein. Immer wieder werden sie von der Polizei aufgegriffen. Schließlich verliert Elizabeth Waters das Sorgerecht; man bringt Kenny und Betty Anne zu wechselnden Pflegeeltern, anfangs gemeinsam, dann werden sie getrennt.

Als Erwachsene (Hilary Swank, Sam Rockwell) gründen beide eine Familie: Kenny und Brenda Marsh (Clea DuVall) mit der Tochter Mandy (Ari Graynor), Rick (Loren Dean) und Betty Anne mit den beiden Söhnen Ben und Richard (Owen Campbell, Conor Donovan). Kenny ist ein herzensguter Vater, verhält sich allerdings impulsiv, ohne sich um seinen Ruf zu sorgen und hat sich noch immer nicht unter Kontrolle: Wenn ihn jemand provoziert, schlägt er jähzornig zu.

Als Katharina Brow (Michele Messmer) im Mai 1980 in Ayer erstochen wird, will die Polizistin Nancy Taylor (Melissa Leo) Kenny zu einer Vernehmung abholen. Weil er gerade mit einer Motorsäge arbeitet und sich widerspenstig gibt, zwingt sie ihn mit vorgehaltener Pistole, das Werkzeug wegzulegen und in den Streifenwagen einzusteigen. Die Polizei verdächtigt den Vorbestraften, kann ihm jedoch nichts nachweisen und muss ihn wieder freilassen. Zwei Jahre später wird Kenny Waters bei der Trauerfeier für seinen verstorbenen Großvater aus der Kirche heraus erneut verhaftet, und dieses Mal kommt es zu einer Anklage. Kenny meint, die Familie könne sich das Geld für einen selbst bezahlten Anwalt sparen, denn er ist zuversichtlich, dass das Gerichtsverfahren mit einem Freispruch enden wird.

Am Tatort hat die Polizei das Messer und Blutspuren des verletzten Mörders sichergestellt. Die Blutgruppe stimmt mit der des Angeklagten überein. Kennys Lebensgefährtin Brenda Marsh sagt im Zeugenstand unter Eid aus, er sei mit einem blutverschmierten Hemd nach Hause gekommen, und eine weitere Belastungszeugin, seine Exfreundin Roseanna Perry (Juliette Lewis), behauptet sogar, er habe ihr den Mord gestanden. Die Geschworenen halten Kenneth Waters für schuldig, und er wird 1983 zu lebenslanger Haft verurteilt.

Eine Berufung scheitert.

Kenny ist verzweifelt und versucht im Gefängnis, sich umzubringen. Daraufhin nimmt Betty Anne ihm das Versprechen ab, keinen weiteren Suizidversuch zu unternehmen und sichert ihm ihrerseits zu, sie werde alles tun, um seine Unschuld zu beweisen. Zu diesem Zweck will sie selbst Anwältin werden. Doch um Jura studieren zu können, muss sie erst einmal ihren Highschool-Abschluss nachholen. Als Mutter von zwei kleinen Kindern fällt ihr das nicht leicht. Sie schafft es zwar, aber die Ehe zerbricht darüber. Betty Anne jobbt als Kellnerin, um das Geld für den Lebensunterhalt zu verdienen. Aufgrund der Überforderung droht sie auch noch die beiden Söhne an deren Vater zu verlieren, und es sieht mehrmals so aus, als schaffte sie die erforderlichen Prüfungen nicht.

Durch die Kommilitonin Abra Rice (Minnie Driver), die sich mit ihr anfreundet, wird Betty Anne Ende der Neunzigerjahre auf eine neue Methode der Identifizierung aufmerksam, den genetischen Fingerabdruck, die DNA. Ihre Hoffnung richtet sich auf den Anwalt Barry Scheck (Peter Gallagher), der 1992 das Innocence Project gegründet hat, um durch DNA-Analysen Justizirrtümer aufzuklären. Die Organisation wird jedoch nur tätig, wenn noch Beweismaterial mit verwertbaren DNA-Spuren vorhanden ist. Und aufgrund der zahlreichen Fälle beträgt die Wartezeit mindestens eineinhalb Jahre.

Betty Anne erkundigt sich nach dem Beweismaterial. Den Vorschriften entsprechend sei alles nach zehn Jahren, im April 1993, vernichtet worden, heißt es. Damit findet Betty Anne sich nicht ab. Sie klammert sich an die Hoffnung, dass zwar jemand 1993 die entsprechende Eintragung vornahm, aber die Entsorgung des Materials vergessen wurde. Bei allen denkbaren Stellen fragen Abra und Betty Anne nach. Überall heißt es, das Material sei nicht mehr vorhanden. Der Polizeioffizier Daniels (Gordon Michaels), der sich gut an den Fall erinnert, lässt Betty Anne sogar selbst in der Asservatenkammer nachsehen.

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Nachdem Abra und Betty ihren Studienabschluss geschafft und ihre Zulassungen als Rechtsanwältinnen bekommen haben, überreden sie eine Staatsangestellte namens Halloran (Jane Alderman), ein weiteres Mal im Archiv der Behörde nachzusehen. Tatsächlich findet sie den Karton mit dem Beweismaterial im Mordfall Katharina Brow.

Die Untersuchung im Labor wird verzögert, bis Betty Anne Krach schlägt. Der Gentest beweist, dass keine der Blutspuren am Tatort von Kenny stammt. Betty Anne eilt ins Gefängnis, um ihrem Bruder die gute Nachricht zu überbringen. Er freut sich, und sie erwarten beide, dass er in wenigen Tagen frei sein werde. Aber die zuständige Staatsanwältin Martha Coakley (Jennifer Roberts) legt sich quer und pocht auf die belastenden Zeugenaussagen.

Da dreht Kenny durch, prügelt sich mit Gefängniswärtnern und kommt deshalb in Einzelhaft.

Während er nicht mehr an ein gutes Ende glaubt, will Betty Anne nicht aufgeben. Barry Scheck und Abra Rice stehen ihr bei. Gemeinsam suchen sie Roseanna Perry auf. Die in einer Baracke hausende, alkoholkranke Frau gibt zu, 1983 eine Falschaussage gemacht zu haben. Die Polizei habe sie damals in ein Hotel verschleppt, sie betrunken gemacht und gedroht, sie als Komplizin des Mörders vor Gericht zu bringen. Unter diesem Druck habe sie eingewilligt, als Belastungszeugin gegen Kenny Waters aufzutreten.

Seit Kennys Unschuld durch den Genvergleich bewiesen ist, versucht Betty Anne an seine Tochter Mandy heranzukommen, aber die junge Frau will nichts von ihrem Vater wissen, weigert sich, mit dessen Halbschwester zu sprechen und schlägt ihr mehrmals die Türe vor der Nase zu. Mit ihrer Hartnäckigkeit gelingt es Betty Anne jedoch, sie von der Unschuld ihres Vaters zu überzeugen, und schließlich hilft Mandy mit, ihre Mutter Brenda Marsh zum Widerruf ihrer damaligen Zeugenaussage zu bewegen. Wie Roseanna Perry war sie von der Polizei in einem Hotelzimmer mit Drohungen unter Druck gesetzt worden. Offenbar hatte Nancy Taylor alles getan, damit Kenny Waters als Mörder verurteilt wurde und sie mit der angeblichen Aufklärung des Falls glänzen konnte.

Trotz des DNA-Testergebnisses und der neuen eidesstaatlichen Erklärungen von Roseanna Perry und Brenda Marsh versucht die Staatsanwältin Martha Coakley weiter Zeit zu gewinnen – bis Barry Scheck mit Presseveröffentlichungen droht. Im Juni 2001 wird das Urteil gegen Kenneth Waters aufgehoben. Er saß 18 ½ Jahre lang unschuldig im Gefängnis.

Als freier Mann verlässt er das Gerichtsgebäude und begegnet erstmals seiner Tochter Mandy, die er zuletzt als Baby sah. 18 ½ Jahre lang redete die Mutter ihr ein, der Vater sei ein Mörder. Und Mandy bekam keinen der zahlreichen Briefe, die er ihr aus dem Gefängnis schrieb.