Когда жизнь Дуньки кажется безнадежной - муж ушел, мать умерла, и она осталась один на один со своими проблемами - девушка узнает шокирующую правду о своем происхождении. Оказывается, ее отец - известный авиаконструктор Михаил Столяров, который всю жизнь скрывал от официальной семьи факт ее существования. Дуня родилась вне брака, и теперь, столкнувшись с полным отсутствием поддержки, она решает искать помощи у того, кто должен был заботиться о ней - у своего отца.
Прибыв в Москву, Дуня обнаруживает, что отец умер всего сорок дней назад. Теперь ей предстоит встретиться лицом к лицу с семьей Столяровых, которая не знает о ее существовании и воспринимает как возможную угрозу своим интересам. Две сестры отца, Катя и Варя, выросли в любви и заботе своего отца, но их мир оказывается под угрозой из-за внезапного появления неизвестной сестры.
Дуня стоит перед непростым выбором: бороться за свое место в семье или уйти, оставив прошлое позади. Столкновение интересов и недоверие между членами семьи Столяровых накаляют обстановку. Каждая из сторон пытается понять мотивы друг друга, а Дуня - найти свое место в этом запутанном семейном узле.
Сериал "Чужая сестра" погружает зрителя в историю о поиске идентичности и месте под солнцем, где каждая деталь может изменить ход событий. В центре сюжета - борьба за наследие, любовь и признание, которая ставит перед героями сложные моральные дилеммы и заставляет переосмыслить понятия семьи и преданности.