L’épreuve du feu raconte la relation improbable entre un prisonnier condamné à mort (interprété par Jack O’Connell) et Elizabeth Gilbert, une mère de famille de Houston (joué par Laura Dern). Cette dernière est bien décidée à faire justice et à aider cet homme reconnu coupable de triple homicide par incendie criminel. Au cours de son investigation, elle découvre des méthodes douteuses et des conclusions illogiques sans lien avec son dossier, et se bat avec l’État pour mettre en avant des preuves volontairement occultées qui pourraient le sauver.