A médica Jenny se recusa a abrir a porta de sua clínica para uma pessoa misteriosa que telefona tarde da noite. Na manhã seguinte, ela descobre que se tratava de uma garota que foi encontrada morta, e a polícia não tem como identificá-la. Assolada pela culpa, Jenny tenta descobrir o nome da garota.

Ao injetarem uma dose de suspense neo-noir no drama, os irmãos Dardenne renovam sua marca de contestação moral nesse ousado filme policial. Estrelado por Adèle Haenel em uma atuação impressionante, A Garota Desconhecida confronta sem medo as tensões raciais e migratórias na França contemporânea.