Nach der professionellen Einschätzung der Ärzte hatte die Familie Parker einfach eine Menge Pech: Erst verloren die Parker-Schwestern Annie (Samantha Morton) und Joan (Marley Shelton) ihre Mutter an den Brustkrebs, dann erkrankte auch Joan an diesem und starb. Als Annie nun also eines Tages mit ihrem Freund Paul (Aaron Paul) vor ihrem Arzt sitzt und die Diagnose Brustkrebs erhält, ist sie nicht überrascht. Während ihrer Behandlung versucht sie ihre Ärzte davon zu überzeugen, dass ihre Familiengeschichte mit Brustkrebs kein Zufall ist, doch niemand glaubt ihr. In einem anderen Teil des Landes kämpfen die Ärztin Mary-Claire King (Helen Hunt) und ihr Team aus jungen Forschern wie Rachel (Kate Micucci) und Sarah (Maggie Grace) gegen die gleiche Ignoranz der Schulmedizin ihrer Zeit an und versuchen zu beweisen, dass Brustkrebs eine genetische Ursache haben und vererbbar sein kann.