精神科醫師勞倫斯意外失蹤，沒有人知道他的去向，然而院裡的精神病患麥克卻似乎握有其失蹤的線索。已爲醫院其他醜聞焦頭爛額的主管格林醫師，爲了在消息曝光前了解失蹤案件的來龍去脈，不惜犧牲聖誕假期、拋下家中妻女趕到醫院，與麥克展開一場貓捉老鼠的密室解謎心戰。
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，一層層揭露彼此不爲人知的過去。