50/50 conta a história de um jovem de 24 anos chamado Adam (Joseph Gordon-Levitt) que descobre ter um tipo raro de câncer na coluna. A notícia é dada por um médico insensível que não demonstrou qualquer sinal de humanidade ao informar uma notícia tão triste.

Durante o filme, Adam revela dificuldade de aceitar sua condição, uma vez que não bebia ou fumava, possuindo um estilo de vida saudável. Para lidar melhor com sua nova realidade, Adam recebe ajuda de seu melhor amigo Kyle, com quem pode contar a qualquer momento, que o ajuda tanto a encarar o câncer como também superar o término com sua namorada. Adam começa a frequentar uma psicóloga de 24 anos, recém formada e inexperiente, que aos olhos de Adam não seria capaz de auxiliar em seu tratamento.