Dans un quartier populaire de Boston, la petite Amanda, 4 ans, disparaît. Comme les recherches de la police n'aboutissent pas malgré une importante couverture médiatique de l'événement, l'oncle et la tante de la disparue font appel à deux détectives privés, Patrick Kenzie et Angie Gennaro. Ils ont peu d'expérience dans ce genre d'affaires mais connaissent bien le quartier. Ils constatent que la disparition d'Amanda n'affecte pas beaucoup Helene, sa mère, une toxicomane. Leur enquête se poursuit, et tandis qu'ils explorent les zones les plus sombres de Boston, ils croisent des gangsters, des trafiquants de drogue et des pédophiles..