Cuộc sống của Sara và Brian Fitzgerald cùng với hai đứa con, thằng cu nhỏ và cô bé Kate hai tuổi, hoàn toàn thay đổi khi họ nghe tin Kate bị mắc bệnh bạch cầu. Họ đặt tất cả hi vọng vào việc sinh thêm một đứa con nữa để có thể lấy tủy và máu cứu sống Kate. Thế nên, Anna, cô bé út trong gia đình, đã ra đời. Anna được thụ tinh trong ống nghiệm và các bác sĩ đã can thiệp để máu từ dây rốn của cô bé có thể cứu chị gái. Theo thời gian, cả tủy của Anna cũng sẽ được dùng điều trị cho Kate, chính xác là Kate sẽ sống nhờ vào Anna.
Trong suốt quãng đời của hai chị em, cả hai đã trải qua nhiều ca phẫu thuật và hàng dài ngày tháng nằm trong bệnh viện. Tuy nhiên, mọi chuyện rẽ ngoặt khi Anna 11 tuổi. Cô bé dứt khoát từ chối cho chị một quả thận và còn nhờ luật sư kiện cha mẹ mình. Vụ kiện này có thể kéo theo nhiều hệ lụy, làm tan vỡ gia đình và khiến số phận của Kate rơi vào vòng tay của ngẫu nhiên. Qua từng trang hồi tưởng, bộ phim “My Sister’s Keeper” lần lượt tiết lộ những bí mật sâu sắc ẩn sau những quyết định dũng cảm của Anna.
