Alex, une adolescente de 15 ans, a un secret : elle est hermaphrodite. Peu après sa naissance, ses parents décident de quitter Buenos Aires pour s'installer sur la côte uruguayenne, dans une maison de bois perdue dans les dunes. XXY commence avec l'arrivée d'un couple d'amis venus de Buenos Aires, accompagnés d'Alvaro, leur fils de 16 ans. Le père, un spécialiste en chirurgie esthétique, a accepté l'invitation en raison de l'intérêt médical qu'il porte à Alex. Une attirance inéluctable naît entre les deux enfants qui va les obliger à affronter leurs peurs... Des rumeurs se répandent dans la ville. On commence à dévisager Alex comme si elle était un monstre. La fascination qu'elle exerce risque désormais de devenir dangereuse.

Juan doit vite trouver un colocataire après le départ de son frère. C'est Gabriel qui emménage, le stoïque et très beau collègue de Juan est récemment veuve et lutte sa fille. Ce qui commence comme un arrangement de vie apparemment affable se transforme rapidement en attraction naissante, puis en désir.

Marie, quadragénaire épanouie, partage son temps entre son travail d'officier de police à Toronto, son mari Joshua et son fils Nicky. Fans de hockey, les deux hommes de sa vie partent assister à un match. Mais, sur le chemin, ils sont violemment assassinés par un groupe d'individus embarqués à bord d'un 4x4 noir. Lorsqu'elle découvre les images du drame, Marie est bouleversée. Poussée par le désespoir et le désir de vengeance, elle décide de renouer avec ses contacts de la mafia, avec qui elle a collaboré plus jeune, pour retrouver la trace du meurtrier. C'est le début d'une traque impitoyable qui l'emmène jusqu'au fin fond de l'Argentine...