Lata 40., XIX wieku. Kolekcjonerka skamielin, Mary Anning (Kate Winslet) mieszka wraz z chorą matką w małej miejscowości Lyme Regins, położnej nad samym morzem. Każdego dnia przemierza plażę wdłuż i wszerz w poszukiwaniu ciekawych okazów do swojego małego sklepiku, a jej najczęstszym znaleziskiem są maleńkie amonity. Gdy pewnego dnia geolog Roderick Murchison odwiedza sklep Mary w towarzystwie swojej żony Charlotte (Saoirse Ronan), oferuje jej wysoką zapłatę za wycieczkę z przewodnikiem na wybrzeże, gdzie będzie mógł dowiedzieć się od kolekcjonerki o zbieraniu skamieniałości. Poznając bliżej kobietę, postanawia poprosić ją o pomoc w opiece nad chorą żoną, gdy on będzie musiał wyjechać do Europy. Mary niechętnie zgadza się, ale nie może pozwolić sobie na urtatę łatwego napływu gotówki. Pomimo wielkich różnic klasowych i odbiegających od siebie charakterów, między kobietami rodzi się namiętne uczucie, które niebawem zostanie wystawione na wielką próbę.

"Amonit" przeniesie nas do Anglii, do roku 1840. Mary Anning (Kate Winslet) jest paleontologiem i kolekcjonuje skamieliny. Aby utrzymać siebie i chorą matkę sprzedaje je turystom. Pewnego dnia jeden z turystów, Roderick Murchison (James McArdle) wraz z żoną Charlotte (Saoirse Ronan) przychodzą do pracowni Mary.

Roderick prosi Mary, aby zaopiekowała się Charlotte, u której zdiagnozowano melancholię. To dwie kobiety z zupełnie innych światów. Jednak pomimo innych osobowości Mary i Charlotte odkrywają, że każda z nich może zaoferować to, czego szuka druga.

Mary ma zadatki na wybitną paleontolożkę, jej znaleziska trafiły nawet do Muzeum Brytyjskiego w Londynie, ale w wiktoriańskiej Anglii bycie kobietą-naukowcem nie jest społecznie poważane. Mary mieszka z matką w małej nadmorskiej miejscowości i zamiast zajmować się tym, co ją pasjonuje, prowadzi sklep dla spragnionych pamiątek turystów. Nic nie zapowiada, że przybycie Charlotte zmieni cokolwiek w jej zastałym, pełnym frustracji życiu niespełnionej intelektualistki. Młoda dama zostaje podstępem przekazana jej pod opiekę – mąż Charlotte, poważany brytyjski naukowiec o arystokratycznych korzeniach, pozoruje zainteresowanie opiniami Mary, po czym płaci jej sowicie za doglądanie "pogrążonej w melancholii" żony i wyrusza w świat, by chwalić się wszem i wobec swoją naukową wiedzą oraz doświadczeniem. Dwie obce sobie kobiety żyją pod jednym dachem, ale ani nie darzą się sympatią, ani jakoś specjalnie się nie komunikują. Do czasu, gdy rodzi się między nimi społecznie zakazane uczucie, które doprowadzi każdą z nich do przewartościowania tego, co dotychczas poznały.

Anglia lata 40. XIX wieku. Uznana, ale pomijana przez zmaskulinizowaną akademię paleontolożka Mary Anning (Kate Winslet) pracuje samotnie na południowym wybrzeżu. Mając już najlepsze dni swojej kariery naukowej za sobą, szuka pospolitych skamieniałości, które sprzedaje turystom, aby utrzymać siebie i swoją chorą matkę. Kiedy bogaty jegomość powierza Mary opiekę nad swoją żoną, Charlotte Murchison (Saoirse Ronan), kobieta nie może sobie pozwolić na odrzucenie intratnej oferty. Pomimo wielkich różnic klasowych i charakterologicznych, między kobietami rodzi się namiętne uczucie, które niebawem zostanie wystawione na wielką próbę.