Film "Osierocony Brooklyn", którego akcja rozgrywa się w latach 50. XX wieku w Nowym Jorku, opowiada historię Lionela Essroga (Norton) — samotnego prywatnego detektywa cierpiącego na zespół Tourette'a. Postanawia on rozwikłać zagadkę morderstwa swojego mentora i jedynego przyjaciela Franka Minny (Willis). Dysponując jedynie kilkoma wskazówkami i własnym obsesyjnym umysłem, Lionel odkrywa pilnie strzeżone sekrety. Trafia z przesiąkniętych ginem klubów jazzowych w Harlemie, do surowych slumsów Brooklynu i wreszcie na pełne przepychu salony najbardziej wpływowych graczy w Nowym Jorku. Stawia czoła zbirom, korupcji i najgroźniejszemu człowiekowi w mieście (Baldwin). Wszystko po to, by uczcić pamięć przyjaciela i ocalić kobietę, która może okazać się dla niego jedynym ratunkiem.

Film jest adaptacją książki pt. "Motherless Brooklyn" napisanej przez Jonathana Lethema. Opowiada on historię Lionela Essroga (Edward Norton), detektywa cierpiącego na syndrom Tourette'a (choroba tikowa). Gdy jego mentor zostaje zabity, Lionel zaczyna poszukiwania zabójcy.

Dla Lionela Essroga, prywatnego nowojorskiego detektywa z doskonałą pamięcią i zaburzającym wszelkie zdolności społeczne syndromem Tourette’a, Frank Minna jest nie tylko wyrozumiałym szefem, mentorem i modelem do naśladowania, ale też jedynym prawdziwym przyjacielem. Gdy Frank wplątuje się w szemrane interesy z ludźmi, którzy działają zawsze w cieniu, w krótkim czasie kończy na cmentarzu. Zrozpaczony Lionel poprzysięga znaleźć morderców, niezależnie od ceny, którą będzie musiał za to zapłacić. Nie podejrzewa nawet, że znaleziony przypadkiem trop naprowadzi go na ślad szokującej afery z udziałem miejskich urzędników oraz szarych eminencji, które rządzą rozbudowującym się wzdłuż i wszerz Nowym Jorkiem. Lionel będzie musiał stawić czoła ludziom, którzy dla spełnienia własnych ambicji i celów nie zawahają się zniszczyć marzeń tysięcy obywateli, co tu dopiero mówić o jednym ekscentrycznym facecie z vendettą w głowie. Rozpoczyna się walka Dawida z Goliatem.

Nowy Jork, lata 50-te. Prywatny detektyw Lionel Essrog cierpi na zespół Tourette'a. Gdy jego mentor i jedyny przyjaciel, Frank Minna, zostaje zamordowany, Essrog postanawia sam rozwiązać zagadkę śmierci Franka. Dysponując jedynie kilkoma wskazówkami i własnym obsesyjnym umysłem, Lionel odkrywa pilnie strzeżone sekrety, od których zależy los całego miasta.