En 1921, las hermanas católicas polacas Ewa (Marion Cotillard) y Magda (Angela Sarafyan) llegan a la isla de Ellis, en Nueva York, como inmigrantes en busca de una vida mejor después de escapar de su hogar devastado en la Polonia de la posguerra. Magda es puesta en cuarentena por su enfermedad pulmonar. Ewa está a punto de ser deportada, pero Bruno (Joaquin Phoenix), que es judío y dice pertenecer a la Sociedad de Ayuda al Viajero, se fija en ella y en su dominio del inglés, soborna a un oficial para que la deje marchar y la lleva a su casa. Sabiendo que Ewa tiene que ganar dinero para conseguir la liberación de Magda, Bruno la deja bailar en el teatro Bandits' Roost y la prostituye. Bruno también se interesa por ella románticamente.

Ewa busca a sus parientes expatriados que viven en Nueva York, pero su tío por matrimonio la entrega a las autoridades; dice que se ha enterado de que se ha metido en problemas por tener un comportamiento ilícito en el barco desde Europa, y desea distanciarse de haber acogido a una prostituta. La policía la lleva de nuevo a Ellis Island y, una vez más, la deportan. Mientras está en Ellis Island, Ewa asiste a una actuación de Emil (el primo de Bruno, que se gana la vida como ilusionista llamado Orlando; interpretado por Jeremy Renner); tras su actuación le entrega una rosa blanca. A la mañana siguiente, Bruno consigue liberarla.

Ewa se encuentra de nuevo con Emil en el Refugio del Bandido. Emil le pide a Ewa que suba al escenario para ayudarle en su truco de lectura de la mente, pero los hombres del público empiezan a hacerle gestos de odio. La escena termina con una pelea entre Bruno y Emil y con el despido de Bruno y las chicas del teatro. Poco después, Bruno hace desfilar a sus "palomas" por Central Park para atraer a los hombres que se acuestan con ellas. Otro encuentro entre Emil y Ewa demuestra los sentimientos de Emil por ella. Emil se enamora de Ewa, para descontento de Bruno, lo que provoca continuos e intensos conflictos entre los dos hombres. Un violento conflicto concluye con el encarcelamiento de Bruno durante la noche.

Un día, Emil se cuela en casa de Bruno para ver a Ewa. Allí le promete que le conseguirá el dinero para salvar a su hermana y así poder irse todos juntos de Nueva York. Casualmente, poco después de hacer esa promesa, Emil se esconde mientras Bruno regresa. Bruno también le hace una promesa a Ewa: le va a organizar un encuentro con su hermana. Pero Emil interrumpe a Bruno, ya que saca una pistola descargada y apunta a Bruno. Emil aprieta el gatillo sólo para asustarlo, pero su intento de intimidar a Bruno resulta fallido, ya que éste lo apuñala hasta la muerte en aparente defensa propia.

Superando el shock y la angustia de la muerte, Bruno y Ewa tiran el cuerpo de Emil en la calle por la noche para librarse de las indagaciones policiales no deseadas, pero la policía es informada por otra prostituta con la que Ewa había tenido conflictos de que Ewa mató a Emil. Bruno esconde a Ewa de la policía, que entonces le da una fuerte paliza y le roba un gran fajo de dinero que llevaba. Ewa se entera de que Bruno tenía suficiente dinero para pagar la liberación de su hermana, pero que se lo ocultaba porque no quería que lo dejara. Bruno afirma que ha cambiado de opinión y que ayudaría a Ewa y a su hermana si tuviera dinero. Ewa vuelve a ponerse en contacto con su tía y le ruega que le dé el dinero para Magda. Con él, Bruno paga a su contacto en Ellis Island para que libere a la hermana de Ewa y les da a ambas billetes para California. Ewa y Magda se marchan, mientras que un arrepentido Bruno se queda en Nueva York, con la intención de confesar a la policía el asesinato de Emil.