Yo soy Sam es la conmovedora historia de Sam Dawson (Sean Penn), un padre disminuido mentalmente, empeñado en criar a su hija Lucy (Dakota Fanning) con la ayuda de un extraordinario grupo de amigos. Cuando Lucy cumple siete años y empieza a superar a intelectualmente a su progenitor, su ligazón íntima es amenazada cuando son puestos bajo la supervisión de un asistente social que aconseja entregar a la niña a una tutela adoptiva.