Da mormoren havner på sykehus, må hun besøke den eneste hun er knyttet til i familien. I et gammelt bokskap hjemme hos mormoren finner Rebecka en dagbok og en samling brev fra 1940-tallet, og det viser seg snart at familiehistorien hennes er mer komplisert enn hun har trodd. Hvilke mørke hemmeligheter har hennes elskede mormot holdt skjult? 

Brevene og dagboken gir liv til en historie fra andre verdenskrig. Den unge Anna er forelsket i Luca, og villig til å risikere alt når han ber henne om hjelp med å smugle danske jøder over Öresund, uvitende om at det vil forandre deres liv for alltid. 

Etter hvert innser Rebecka at hun ikke er den eneste i familien som trenger å forsone seg med fortiden, men er det mulig å finne tilbake til hverandre i tide? 

Dagbokens hemmelighet er en gripende og håpefull historie om hvordan man går videre etter en tragedie, og om en kjærlighet så storslått at den etterlater seg dønninger gjennom flere tiår.