El hijo adolescente del escritor del New York Times David Sheff, Nicolas (Nic), desaparece y reaparece en su casa dos días después. Al ver signos evidentes de consumo de drogas, David lleva a Nic a una clínica de rehabilitación. Se hacen progresos y Nic se traslada a un centro de reinserción social, con el acuerdo de los médicos de Nic. Días después, Nic desaparece y David lo encuentra en la calle.

De vuelta al centro de rehabilitación, Nic revela que ha estado consumiendo numerosas drogas, incluyendo metanfetamina. Nic acaba completando su programa de rehabilitación, y al ver sus mejoras, combinado con sus deseos, David le permite ir a la universidad por su cuenta, para convertirse en escritor. La nueva libertad y sobriedad de Nic comienzan bien, ya que se convierte en un buen estudiante, y comienza una relación con su compañera de clase, Julia. Durante una feliz cena familiar en casa de los padres de su novia, Nic encuentra un frasco de pastillas en su botiquín y se traga una. Después de este incidente, recae lentamente, lo que hace que Julia rompa con él y que su consumo de sustancias aumente, hasta que acaba comprando heroína. Alrededor de este tiempo, comenzando a sospechar de su comportamiento que cambia lentamente, David decide leer el diario de Nic. Para su horror, Nic ha llenado la mitad de las páginas describiendo de forma colorida sus crecientes adicciones mediante palabras preocupantes y dibujos animados inquietantes. En una de las últimas páginas, Nic escribe sobre su dificultad para conseguir metanfetamina en la universidad, pero que logró conseguir algo de heroína.

Al volver a casa, David intuye que Nic está consumiendo de nuevo, y Nic se va por su cuenta, sintiéndose claustrofóbico por las sospechas de su padre sobre su consumo de drogas. David y Nic se reúnen finalmente, y Nic le pide a su padre dinero para poder ir a Nueva York. Sabiendo que el dinero se destinará con toda seguridad a las drogas, David se niega y Nic se marcha enfadado. Más tarde, David recibe una llamada de un hospital de Nueva York diciendo que Nic ha sufrido una sobredosis. David vuela hasta allí para recuperarlo y, tras hablar con su ex mujer y con la madre de Nic, Vicki, decide que Nic debe ser enviado a vivir con ella a Los Ángeles.

Nic empieza de nuevo en Los Ángeles. Asiste a reuniones de 12 pasos, pasa tiempo con su padrino Spencer, e incluso trabaja en una clínica de drogas para ayudar a los nuevos pacientes a superar su adicción. Tras catorce meses de sobriedad, Nic va a visitar a David y a su familia. Al ver que Nic vuelve a ser el de antes, interactuando felizmente con sus dos hermanastros menores, David se siente orgulloso de la nueva sobriedad de su hijo, al igual que su esposa Karen. Sin embargo, al marcharse de su casa, Nic sufre un repentino ataque de depresión, se resiente de su sobriedad y teme recaer. Spencer le da apoyo moral a Nic por teléfono, pero de poco sirve. Esa misma noche, Nic conduce hasta San Francisco, donde se encuentra con Lauren, una compañera drogadicta de su pasado, y le confiesa sus ganas de "fiesta", a pesar de llevar bastante tiempo limpio. Los dos compran varias drogas en la calle, que proceden a inyectarse juntos en casa de Lauren, donde mantienen relaciones sexuales.

Cuando se entera de que Nic ha vuelto a desaparecer, David se dispone a buscarlo, pero Karen protesta diciendo que ha hecho todo lo que ha podido por Nic, y que no puede hacer nada para solucionar su adicción, lo que David acepta desconsoladamente. Un día Nic y Lauren irrumpen en la casa mientras David y su familia no están, y recuperan algunos objetos de valor. La familia vuelve a casa y los dos se marchan rápidamente. Al principio pasan desapercibidos, pero Jasper, el otro hijo de David, se fija en Nic y tanto David como Karen van a buscarlos. Karen les persigue en su coche, pero se detiene y les deja marchar.

Lauren sufre una sobredosis, pero Nic la reanima y la envía al hospital. Nic llama con lágrimas en los ojos a David y le pide permiso para volver a casa, a lo que su padre se niega. Nic sigue suplicando, pero David cuelga y rompe a llorar. Desesperado, Nic sufre una sobredosis, pero sobrevive. David y Vicki lo visitan en el hospital, y David y Nic se abrazan entre lágrimas.

Los títulos finales revelan que Nic lleva ocho años sobrio, y que no habría sido posible sin el amor y el apoyo de su familia y amigos.