Mary, una paleontóloga, trabaja vendiendo fósiles comunes a los turistas para mantener a su madre enferma. Pero una oferta de trabajo casual cambia su vida cuando un visitante la contrata para cuidar de su esposa, de quien ella se enamora.

En la Inglaterra del siglo XIX, la cazadora de fósiles Mary Anning (Kate Winslet) trabaja sola en la costa sur de la isla buscando fósiles comunes para vender a los turistas y mantenerse económicamente a ella y a su madre enferma. Por ello, cuando un visitante adinerado le confía a Mary el cuidado de su esposa convalenciente, ella no se lo piensa dos veces y acepta la oferta.

Al principio, se produce una fuerte confrontación entre las personalidades tan opuestas de Mary y Charlotte (Saoirse Ronan). Pero, después de un tiempo, la clase social y sus creencias dejan de ser un obstáculo. De esta forma, las dos mujeres comienzan a involucrarse en un vínculo emocional y afectivo que terminará por revelarles la verdadera naturaleza de su relación.

El filme, dirigido por Francis Lee, está inspirado en la vida de la paleotóloga Mary Anning, una mujer de clase trabajadora que nació en una sociedad patriarcal, donde la mujer se enfrentaba a muchas desventajas sociales por razones de género, y cuyos logros no serían reconocidos hasta varios años más tarde.