Switched at Birth cuenta la historia de dos jóvenes adolescentes que un día descubren que al nacer fueron intercambiadas accidentalmente en el hospital. Bay Kennish creció en una rica y privilegiada familia con su padre, su madre y un hermano, mientras que Daphne Vasquez, que perdió su audición a una edad muy temprana debido a un caso de meningitis infantil, creció en compañía de su madre soltera en un vecindario de clase trabajadora. La situación adoptará tintes dramáticos cuando ambas familias se conozcan finalmente y empiecen a buscar la mejor forma de poder vivir juntos por el bien de ambas muchachas.

Paul Ekman, un psicólogo capaz de detectar si la gente miente o dice la verdad analizando la expresión de su cara, sus gestos y su voz, usa ese don para resolver casos criminales. Considerado por la revista 'Time' una de las 100 personas más influyentes del mundo, sus experiencias y sus libros le serán muy útiles al ex policía y doctor Cal Lightman, un experto en el engaño que colabora con la policía y otras agencias de seguridad para resolver enrevesados casos criminales. Este "detector de mentiras humano" cuenta con la ayuda de una psicóloga clínica, la doctora Gillian Foster, que aporta a la investigación sus conocimientos académicos. El trabajo de Lightman se hace imprescindible para todos los cuerpos policiales y agencias gubernamentales.