在澳大利亚内陆的炎热地带,一名男子开着车被一辆巨大的油罐车追赶,试图将他赶出马路,最终男子撞车昏迷。当他在医院醒来时,已经失去了全部的记忆,甚至忘记了自己的名字。海伦·钱伯斯是当地的一名新秀警察。她被派来调查这个男人。海伦告诉男人现场没有任何可以证明身份的物品。这时护士送来了男人的衣物,男人发现了一张字条,字条上约定在餐馆见面。男人急着出院,热心的海伦承诺帮助他找到答案。男子在餐馆遇见了漂亮的女孩露西,两人刚走出餐馆,餐馆便发生了爆炸。男子后来发现露西和他是旧相识,露西告诉他他的名字叫艾略特,是英国人,她口袋里的纸条也是自己放的,并说艾略特之前杀了人。艾略特寻找着能证明自己身份的线索,他渐渐发现越来越多的人出现在自己的周围:铁桶里曾向自己求救的男子、追踪爆炸案的警察、神秘的大胡子男人、还有一个叫科斯特的男人。艾略特要在时不时地危险打斗以及追捕与逃脱的游戏中找出自己的真实身份。。精神科医师劳伦斯意外失踪,没有人知道他的去向,然而院里的精神病患麦克却似乎握有其失踪的线索。已为医院其他丑闻焦头烂额的主管格林医师,为了在消息曝光前了解失踪案件的来龙去脉,不惜牺牲圣诞假期、抛下家中妻女赶到医院,与麦克展开一场猫捉老鼠的密室解谜心战。
改編自本片編劇尼可拉斯的同名舞台劇作〈Elephant Song〉,天才導演札維耶多藍放下導演身分,與同樣能演會編又導的導演查理斯畢南梅合作,於《憂傷大象之歌》飾演瘋狂卻聰穎的精神病患麥克,與布魯斯格林伍德精彩對峙。兩人在密室空間的來往詰問,隨著主導權的轉換游移,一層層揭露彼此不為人知的過去。。