1980年代，中国大陆迎来第三次人口出生高峰，许多夫妻响应计划生育政策只要一个小孩。人到中年的北京摄影记者曹德培（李雪健）和年轻漂亮的妻子段京华（宋丹丹）便是其中代表，他们与5岁的儿子汉汉组成幸福的三口之家。曹德培个人也即将迎来事业上的高潮，他的影展正在筹划中。
某日，曹德培接到要他去儿童福利院领回儿子的电话，不明所以。来到福利院后，他见到一个带着一封信来京寻找父亲的沉默不语的10多岁男孩，而该信正是他写给远在东北的前妻的。他下乡插队时结识前妻，两人离婚后前妻留在了那里。为了弄明真相，他带着男孩去了东北。
通过前妻的后任丈夫之口，曹德培得知前妻已经去世，而在两人离婚时，她已怀有身孕，这个名叫赵小木（叶静）的男孩的确是他的儿子。一时无措的曹德培想将小木先留在东北，哪知他尾随着上了火车。到京后，曹德培将小木安置在他冲洗照片的地下室暗房中，几番挣扎准备向段京华说明一切时，他被对方告知怀了身孕，而对于摄影展，他似乎已无心过问。