San Francisco in den 60er Jahren: Margaret (Amy Adams), geschieden und alleinerziehend, lernt bei einer Kunstausstellung Walter Keane (Christoph Waltz) kennen und lieben. Mit dem charmanten, eloquenten Mann erhofft sie sich endlich das schöne Leben, von dem sie bislang nur geträumt hat. Überzeugt vom künstlerischen Talent seiner Frau, versucht Walter ihre Bilder zu Geld zu machen.
Nur leider will keine Galerie die Gemälde von Kindern mit großen, traurigen Augen ausstellen. Kurzerhand verkauft Walter die Bilder selbst und gibt sich als Urheber der „Big Eyes“ aus. Schon bald macht der brillante Geschäftsmann mit dem Verkauf von Postkarten, Postern und Drucken Millionen – zu tausenden finden die „Big Eyes“ ihren Weg in die Wohnzimmer Amerikas. Unter der führenden Hand von Walter hütet auch Margaret das Geheimnis, wer die Bilder erschaffen hat. Doch bald kann sie nicht länger mit der Lüge leben….