美國夫婦收養了一位中國女孩整整20年。儘管她的親生父母一直堅持要見她，甚至上了節目，展露出他們的相思之苦。美國夫婦看到節目後非常驚訝，他們擔心親生父母會趁此奪走他們視為己出的女兒。但在女孩20歲時，她還是決定和親生父母見面。他們約定在杭州斷橋碰面。女孩見到親生父母會作何反應？兩個家庭的命運又將如何發展？
中國女孩是被生父親遺棄的。當時，由於政策限制，每個家庭只能生育一個孩子，多生一個孩子將面臨高額罰款。這對夫婦已經有一個女兒，家境貧困，無法支付罰款。在聽到胎動，又捨不得流掉孩子時，他們偷偷將女孩丟在超市門口。女孩被路人發現後被送到當地的福利院。
1996年8月17日，美國的波利夫婦來到福利院，收養了這個被遺棄的女孩，並給她取名凱蒂。波利夫婦有兩個兒子，因此他們擁有豐富的養育經驗，更注重引導而非要求和說教。從小，他們培養凱蒂各種愛好。
凱蒂在美國成長得很好，她的領養證書被放在衣櫃最上層，但幼小的凱蒂曾幾次爬上衣櫃，不小心翻到了領養證和一封生母留給她的信。然而，由於不識字，凱蒂不明白領養證的含義，也無法理解信中的意思。
有一次凱蒂問魯斯：我是從哪裡來，是來自你的肚子里嗎？養母魯斯告訴凱蒂：「親愛的，你並非出自我的肚子，你是從一個中國婦女的肚子里誕生，但你來自我的心，你生在我心中。」當時的凱蒂還不理解這句話的意義，所以她得到回答後就繼續玩耍去了。然而，這個問題在養母的心裡種下了擔憂的種子。
魯斯想起那封親生父母留下的信，福利院曾向他們解釋信中的內容：「由於家境貧困，我們無奈之下把小女孩遺棄在街頭。能為你提供一個美好的生活是我們的期望。十年後，如果你願意，就在農曆七月初七的杭州斷橋上相見。」波璃夫婦了解了信的意義後，既驚訝又無奈。對他們來說，杭州斷橋再近也是地球的另一端。而就在十年約定前的一天晚上，親生父母整夜未眠，他們相信信中的意思很明確，孩子和養父母一定會來。
然而，在農曆七月初七的那天，凱蒂的親生父母一直等到凌晨三點半，也沒有等到凱蒂和波利夫婦的出現。隨後親生父母上了電視節目，希望藉助媒體傳播，讓養父母看到他們的相思之苦。
波璃夫婦看到節目後大為震驚，他們說：「我們嚇壞了，她只是個10歲的小女孩啊！我們覺得她還沒有做好準備。我擔心會失去我的女兒，由於媒體報道了這件事，他們有可能就把她帶回了地球的另一端。」
每周末，他都期待著，痴痴地等待在斷橋上，雖然他早已不抱希望，但每次都只收穫了失望。那個曾經深愛女兒的人，無奈之下只能將她拋棄，然而思念之情卻從未減少。他們給凱蒂取了個中文名字，叫做靜芝。生母回憶道：「當年，我在村上生下小靜子時，我內心默默祈禱，希望我們能找到一個認識的人，以後能回來看看她，但我們找不到。後來，只能和丈夫商量，他說我們放在超市門口吧。」
凱蒂在學校圖書館裡看到這段影像，看著與自己驚人相似的臉龐，聽著他們訴說自己的苦楚，不禁淚流滿面，獨自在圖書館裡哭泣。經過一番考慮，她決定在20歲之前前往中國與親生父母在斷橋相見。波利夫婦最終尊重了凱蒂的決定，幫她整理行李，並送她去了機場。他們沒有陪同凱蒂同行，只希望她能夠專心地履行這個約定。而親生父母和凱蒂的親姐姐也坐上了車，離團聚的時刻越來越近。
生母激動地說：「我已在腦海中想像過這一刻，我肯定會情不自禁地撲上去。」生父則希望女兒能原諒他，並迅速走到她的面前，他想告訴她：「寶貝，我愛你。」姐姐期待著與妹妹的初次見面，她希望能擁抱這個妹妹，看到她接受自己的出現，那樣她就會很開心。凱蒂來到杭州後，在等車的時候看到一個慶生的小女孩，這讓她不禁開始思考自己本來的生活是怎樣的。她坐上了車，望著窗外陌生的風景，內心充滿了複雜的情緒。
當生母見到凱蒂，凱蒂見到生母，兩人相擁在一起，生母瞬間崩潰大哭，哽咽著說：「終於見到你了，媽媽對不起你，這麼多年媽媽沒能見到你，也沒能照顧你。」或許是因為凱蒂從小就在美國長大，她並沒有聽懂生母所說的話，只是微笑著看著眼前這個陌生又熟悉的女人。
等生母的情緒平復後，兩人坐在長椅上靜靜地對望，母親看著眼前的女兒，眼中充滿了愧疚：「你長得真像媽媽……」由於語言不通，凱蒂只能微笑著握住親生父母的手，或許這只是一種血緣上的本能，沒有任何回憶和情感的支撐。
晚上，親生父母帶著凱蒂回到家，親生姐姐用準備好的絲帶為她紮起了頭髮。凱蒂並不知道自己還有個姐姐，所以她非常驚喜。凱蒂打算在中國停留一段時間，了解她的親生家庭，親生父母準備了禮花和鞭炮，慶祝這20年的團聚。晚上，他們一起去買菜，回到家後一起做飯。
凱蒂對食物的名稱一無所知，但她的英語好的姐姐則充當翻譯，幫助她理解。親生父母準備了一桌豐盛的菜肴，與親戚們一起舉杯祝福。儘管凱蒂有些不習慣，但作為主人公，她還是微笑著陪伴著大家。幾天過去了，生父帶著凱蒂來到了她曾經被遺棄的地方，向她訴說當時的情景和家庭的困境。
凱蒂在接受採訪時說：「他真的很想請求我的原諒，我理解他為什麼需要被原諒，但在我充分了解他們當時的困境後，我不認為我需要去原諒什麼。」隨後，兩對親生父母和波利夫婦進行了一次視頻會議，親生父母真誠地向波利夫婦表達感激之情。接下來的幾天里，凱蒂像一個普通家庭的女兒一樣陪伴著父母散步，用小提琴為親生父母演奏曲目。看著在異國他鄉長大的女兒過得如此幸福，親生父母內心充滿了複雜的情感，但他們仍舊對波利夫婦心懷感激。
臨別之際，親生父母將這20年的壓歲錢交到了凱蒂的手中，這份厚重的禮物寓意著他們的深情厚意，卻絕不強求留戀。凱蒂只希望無論身在何處，心中都有這對親生父母的存在。他的父母認為只要凱蒂幸福，他們的期望已無遺余。分別如期而至，但慶幸的是，下一次的相聚不再渺茫。
與親生父母短暫相聚後，凱蒂再度回到美國的家，猶如往昔的放學歸來，她與波利夫婦和哥哥們緊緊相擁。
凱蒂心懷感激地說：「我認為，重要的是深入了解自己的感受，了解我們的方式並不存在好與壞的差別，不論我們對領養與放棄有多少了解，不論我們對那些感受的程度如何，都應該勇敢地去更加了解它們。」
生命的誕生與生命被賦予的多彩之色在這裡交織融合，作為一個人，更貼近人性的奧秘，更了解生命的意義和旅程中交織的感受和情緒。對於凱蒂來說，這一次尋根之旅是如此奇妙。
