Filmen utspelar sig i Los Angeles på 1920-talet och berättar historien om Christine Collins (spelad av Angelina Jolie), en ensamstående mamma vars nioårige son, Walter, försvinner. Christine är desperat efter att hitta sin son och vänder sig till Los Angeles polisavdelning för att få hjälp.
Men polisen, ivriga att avsluta ärendet snabbt, presenterar Christine med en pojke som de hävdar är Walter efter flera månader. Trots Christines insisterande på att pojken inte är hennes son, tvingar polisen henne att acceptera honom.
När Christine fortsätter att kämpa för sanningen avslöjar hon ett oroande nät av korruption och övergrepp inom LAPD. Hon får reda på att polisen har fört bort barn och framställt dem som borttappade eller förrymda ungdomar för att uppfylla sina kvoter och upprätthålla en hög upplåtelsegrad. Christines obevekliga strävan efter rättvisa, som får stöd från en sympatisk läkare och en pastor, avslöjar avdelningens missförhållanden och leder till reformer.
Så småningom, genom ansträngningar från en privatdetektiv anlitad av Christine, upptäcks den riktiga Walter som bor bara några kvarter från Christines hem. Det visar sig att han hade blivit kidnappad av en seriemördare vid namn Gordon Northcott, som höll honom fången och misshandlade honom, tillsammans med andra barn. Walter räddas och sanningen om LAPD:s agerande kommer fram.
"Changeling" är ett kraftfullt drama som kombinerar element av brott, mystik och sociala kommentarer.