Cuenta la historia de dos hermanos, el capitán Sam Cahill (Tobey Maguire), de treinta y pico años, y su hermano menor Tommy Cahill (Jake Gyllenhaal), auténticos polos opuestos. Sam, a punto de salir para su cuarta misión, es un hombre seguro de sí mismo, amante de su familia, que se casó con su novia del instituto, la guapa Grace (Natalie Portman), con la que tiene dos hijas pequeñas (Bailee Madison, Taylor Geare). Tommy, su joven y carismático hermano, siempre ha dado tumbos, pero ha conseguido salir adelante gracias a su ingenio y encanto. En su primera noche fuera de la cárcel es fiel a su papel de provocador durante la cena de despedida de Sam en casa de Elsie (Mare Winningham) y de su padre Hank Cahill (Sam Shepard), un marine retirado.

En plena misión en Afganistán, Sam desaparece en combate cuando su helicóptero Black Hawk es derribado en las montañas. La familia Cahill se enfrenta a un terrible vacío, y Tommy intenta sustituir a su hermano, haciéndose responsable de Grace y de las niñas.

Pero Sam no ha muerto; él y un compañero han sido capturados por los talibanes. En las lejanas y duras montañas de Pamir, Sam es sometido a torturas que amenazan con destruir sus sentimientos. Mientras Sam pierde la identidad, Tommy reconstruye la suya. En medio del dolor y de la extrañeza de una nueva vida, Grace y Tommy se sienten cada vez más cerca. La frialdad desaparece, pero se asustan y avergüenzan de la atracción mutua que sienten.

Cuando Sam regresa inesperadamente, la tensión se instala en la familia. El marine ha cambiado, ahora es una persona retraída, temperamental, y empieza a sospechar de su esposa y de su hermano. Los roles habituales han cambiado de manos y los dos hermanos acabarán enfrentándose física y mentalmente. ¿Quién dominará en medio de unas dinámicas familiares cambiantes? ¿Cómo solucionarán el problema del amor, de la lealtad y de la masculinidad con la mujer atrapada entre los dos?

Brothers – Hermanos está basada en el drama danés BRØDRE (2004), coescrito y dirigido por Susanne Bier. La película impresionó al veterano productor Sigurjon Sighvatsson (Corazón salvaje, de David Lynch). El productor vio una conexión clara entre BRØDRE y la época de las películas posteriores a la guerra de Vietnam como El regreso o El cazador. Eran películas que exploraban “la guerra en casa” y cómo se hace sentir en la vida de las familias de los soldados. Con este tipo de drama íntimo en mente, decidió hacer un remake americano de la película. En opinión del productor “es una historia acerca de la familia. No trata de matar a personas, sino del efecto de la guerra sobre los vivos”.