Inspiré d'un fait vécu par l'entomologiste québécois Georges Brossard, fondateur de l'Insectarium de Montréal, Le Papillon Bleu raconte l'histoire de David, un jeune garçon de dix ans atteint d'un cancer. Son rêve ultime est d'attraper le plus beau papillon qui soit, le rare et mythique Morpho bleu, que l'on ne trouve que dans les forêts tropicales d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud. Teresa, la mère (Pascale Bussières) du garçon (Marc Donato) arrive à convaincre un entomologiste (William Hurt) réputé de les emmener dans la jungle, elle et son fils, afin de trouver le mystérieux papillon aux ailes d'azur. L'aventure transformera leur vie.