Истинска болка разказва историята на родените само с няколко седмици разлика братовчеди Дейвид (Джеси Айзенбърг) и Бенджи (Кийран Кълкин), които израстват като братя, но постепенно се отчуждават в следствие на редицата отговорности и разочарованията, породени от живота им като възрастни. След смъртта на тяхната, оцеляла от Холокоста, любима баба, Дейвид и Бенджи решават да почетат паметта ѝ с пътуване до Полша, където да извършат поклонение както в родния ѝ град, така и на редица места, емблематични за геноцида през Втората световна война. Но скоро начинанието им претърпява драматичен обрат, когато напрегнатият и тревожен Дейвид и маниакално-невротичният Бенджи се изправят срещу собствените си демони и суровия си, стаен гняв един към друг, които се усилват допълнително на фона на свидетелствата от непреодолимата трагедия на историята…