Em 1942 milhares de famílias judias francesas foram tiradas de suas casas e levadas a um campo de concentração durante a ocupação alemã na França, na Segunda Guerra Mundial. A história, que ficou escondida por muitos anos, vem à tona quando a jornalista Julia Jarmond (Kristin Scott Thomas, de O Garoto de Liverpool e Há Tanto Tempo que Tea Amo) é encarregada de preparar uma matéria sobre o assunto.

É quando sua vida se cruza coma de Sarah Starzynski, uma garotinha judia que viveu este período da maior perseguição nazista do país. Interpretada por Melusine Mayance (Ricky) enquanto criança e por Charlotte Poutrel depois de alguns anos, Sarah e sua família são expulsos do lugar onde vivem. Mas a garota tenta salvar o irmão mais novo, trancando-o dentro de um armário, com a promessa de voltar para salvá-lo. Apesar do medo e da dor, Sarah reúne o amor que sente por Michel e a coragem de lutar, para tentar manter a promessa feita ao garotinho.

Paralelamente a isso, cerca de 60 anos depois, Julia descobre que a família Starzynski vivia na mesma casa onde ela mora atualmente, e que suas história estão muito mais ligadas do que ela poderia imaginar.

Dirigido por Gilles Paquet-Brenner, A Chave de Sarah é baseado no best seller de Tatiana De Rosnay.