Erin Brockovich est mère célibataire de trois jeunes enfants et travaille comme secrétaire dans une petite étude d’avocats. En classant des dossiers, elle tombe sur une affaire d’eau contaminée. Elle mène sa propre enquête et découvre que la pollution au chrome, qui a rendu malade de nombreux habitants de la ville de Hinckley, est probablement de la responsabilité de la société Pacific Gas and Electric. Erin Brokovich parvient à convaincre son patron, l’avocat Ed Masry, de s’engager dans cette affaire qui requiert pourtant des ressources dépassant les moyens dont dispose son étude.