1980. Na sequência de um trágico acidente de avião nas montanhas, as equipas de salvamento encontram apenas um sobrevivente: um bebé de três meses. Mas iam dois bebés de três meses no avião, duas meninas, ambas louras, de olhos azuis. Qual delas é a sobrevivente?
As duas famílias, de meios completamente distintos, disputam violentamente a custódia da menina e cabe a um juiz determinar se ela é Emilie ou Lyse-Rose. Para que se declare uma das meninas viva, a outra tem de ser declarada morta. Numa época anterior aos testes de ADN, ninguém sabe se a decisão tomada está correta.
Dezoito anos mais tarde, um detetive privado alega ter chegado ao fundo da questão, mas depois é assassinado. Toda a sua pesquisa está registada num caderno que deixa. Um Avião sem Ela é a história de uma investigação para descobrir a verdadeira identidade do bebé sobrevivente e o efeito que esta história trágica teve nos membros da família que continuam a disputá-lo.