Oskar Schell, enfant précoce âgé de neuf ans, a caché le téléphone contenant les six messages que son père lui a laissé des tours jumelles où il se trouvait en rendez-vous avec un client au moment de l’attaque terroriste du 11 septembre. À la recherche d’informations relatives à la mort de son père, il découvre dans un vase bleu une enveloppe contenant une clé sur laquelle est inscrit le nom « Black ». Il se met à la recherche du propriétaire de cette clé et de la serrure correspondante en rendant visite chaque fin de semaine à une série d’individus se nommant Black. Il rencontre ainsi un certain Mr Black qui n’est pas sorti de chez lui depuis la mort de son épouse, 24 ans plus tôt. Le jeune Schell le convainc de l’accompagner dans sa recherche. Black l’aide à dépasser quelques-unes des phobies relatives à l’attaque terroriste des tours : fréquentation des métros, des ferrys, des terrasses panoramiques, etc. Le jeune Oskar, à l’imagination aussi prolixe qu’inquiète, est suivi par un psychiatre qui propose à sa mère de l’hospitaliser. Il communique à l’aide de talkies-walkies avec sa grand-mère qui habite dans l’immeuble d’en face.

Passage des ombres est le récit de la confrontation entre trois êtres ayant chacun perdu une personne chère dans des circonstances culpabilisantes: la femme de William Barber, historien américain, est morte dans les attentats du World Trade Center, l'enfant de Guillaume Barbier (notez la conformité des deux noms) est mort accidentellement et enfin le mari volage d'Élise, amie d’enfance de Guillaume, est mort en Thaïlande. Chassé-croisé ponctué par l’amour de la musique — ils sont tous trois musiciens — le roman évoque les difficultés de chacun à se retrouver soi-même ou face aux autres, dans une évolution douce et lente, ponctuée par la musique et leurs répétitions communes. Le roman se passe dans la Drôme, dans le village de Malemort, principalement dans la maison prêtée par Guillaume à William. Peu à peu, le récit passe insensiblement des termes du roman psychologique à ceux d’une enquête policière liée à l’imagination de William et de Guillaume face à Élise et à leurs passés.