"Tajemnica przeszłości" to przejmująca historia rodziców, którzy stracili dziecko, oparta na prawdziwych wydarzeniach sprzed 250 lat. Małżeństwo Jeanne i Guy Cooley (Julie Delpy i Justin Theroux), szukając spokoju po śmierci swojej najmłodszej córeczki, wraz z dwoma pozostały mi córkami Molly i Lucy, przyjeżdżają do małej miejscowości w Nowej Anglii. Wkrótce dowiadują się, że ich nowy dom należał kiedyś do Marthy i Roberta Keyes, którym w tajemniczych okolicznościach zaginęła 4-letnia córeczka. Legenda głosi, że duch Marthy do tej pory szuka swojej małej córeczki po lesie wołając „Lucy, Lucy!". Jeanne zaczyna słyszeć to wołanie i postanawia zgłębić legendę. Niestety historia zaczyna się powtarzać. Jeanne i Guy muszą rozwiązać tajemnicę zniknięcia małej Lucy Keyes, żeby ratować własną córeczkę – też Lucy, przed takim samym losem.