Philomena filmi, 1950'lerde İrlanda'da genç bir kadın olan Philomena Lee'nin yaşadığı trajik bir hikayeyi anlatıyor. Filmin hikayesi kısaca şu şekilde özetlenebilir: 18 yaşındayken bir erkekle tek gecelik bir ilişki yaşayan Philomena, hamile kalır. Ailesi tarafından reddedilen Philomena, Roscrea manastırına gönderilir. Manastırda doğum yaptıktan sonra, oğlu Anthony üç yaşındayken Amerikalı bir aileye evlatlık verilir. Philomena, 50 yıl boyunca oğlunu bulmaya çalışır. Bir gazeteci olan Martin Sixsmith ile tanıştığında, ona hikayesini anlatır ve Sixsmith, Philomena'yı Anthony'yi bulmak için Amerika'ya gitmeye ikna eder. Film, bir annenin oğlunu arayışının yanı sıra, affetme, inanç ve anne sevgisi gibi temalara da değiniyor.