Jean-Jacques Felstein, aujourd'hui âgé de soixante ans, raconte comment se dévoila peu à peu le secret de sa mère, Elsa. Dans un prologue, il décrit les angoisses, les manques, les peurs d'un enfant, puis d'un adolescent, confronté aux silences incompréhensibles d'Elsa et de tout son entourage. Jean-Jacques Felstein reconstruira seul, par paliers, l'impensable passé de sa mère. Alors qu'il ignorait presque tout de la Shoah, il comprend qu'Elsa, arrêtée à Bruxelles, a survécu à trois années dans le camp d Auschwitz parce qu elle eut la « chance » d'intégrer, en tant que violoniste, l'orchestre féminin dirigé par Alma Rosé, nièce de Gustav Malher.
Sans avoir rien révélé, Elsa meurt prématurément d'un cancer à quarante ans, et dès lors, son fils n'aura de cesse de reconstituer la vie de la « disparue ». Il part à la recherche des survivantes de l'orchestre, en Allemagne, en Belgique, en Pologne, en Israël et aux Etats-Unis. Les rencontres avec Hélène, premier violon, avec Violette, troisième violon, avec Anita, violoncelliste, puis avec d'autres musiciennes, lui permettent de retrouver sa mère, jeune Juive perdue au coeur de l'enfer.
Le récit se déroule en deux temps entrecroisés. L'un, contemporain, est celui de la recherche et de la rencontre des membres de l'orchestre, l'autre est celui de Birkenau et de son inconcevable quotidien décrit par les musiciennes: Mengele, entre deux « sélections », pointant sur le programme confectionné pour la circonstance le morceau qu'il souhaite écouter, et regrettant que Bach ne soit pas au répertoire, les concerts du dimanche donnés aux autres détenues, les répétitions incessantes, les auditions dont dépendait la survie, les leçons de musique ordonnées par Hössler, un des responsables du camp, pour améliorer le jeu d'une contrebassiste, les solidarités, les conflits entre les musiciennes...