Baseada no caso real amplamente divulgado no documentário O Curioso Caso de Natalia Grace, a série acompanha Kristine e Michael Barnett, um casal do meio-oeste americano que decide adotar Natalia Grace, acreditando que ela é uma menina de seis anos com nanismo. Inicialmente, Natalia parece se integrar à família, convivendo com a família. Contudo, a convivência começa a revelar inconsistências perturbadoras sobre sua idade e intenções, levando os Barnett a suspeitar que ela possa ser muito mais velha do que aparenta.