Carol White (Julianne Moore) é uma dona-de-casa de classe média alta que vive com seu marido e seu enteado na Califórnia. A rotina de Carol é basicamente fazer ginástica, encontrar suas amigas e supervisionar a nova decoração da casa. No entanto, nem tudo está tão bem: Ela começa a sentir dores e enjoos, e passa a ter insônia e tosses. Apesar desses sintomas, todos os médicos alegam que sua saúde está perfeita. Não satisfeita, Carol vai até um grupo de pessoas que acreditam estarem doentes por causa do acúmulo de substâncias químicas no meio ambiente. A partir daí, ela muda completamente de vida.