Le cabinet où exerce le docteur Jenny Davin (Adèle Haenel), situé dans un quartier déshérité de Liège, est le réceptacle des misères du monde. Le travail est harassant et mal rémunéré, la violence toujours prête à éclater, et les jeunes confrères ne se bousculent pas pour reprendre le cabinet à l'issue du remplacement de Jenny, qui doit intégrer un centre de santé. Mais un événement tragique va faire dévier Jenny de son itinéraire tout tracé : un soir, une fois n'est pas coutume, elle refuse d'ouvrir quand un patient sonne bien après la fermeture ; elle apprendra le lendemain qu'il s'agissait en fait d'une jeune femme en détresse, fuyant une agression, et dont le corps sans vie a été retrouvé non loin de là. La révélation plonge le docteur dans un abîme de remords : si elle avait ouvert, la fille inconnue ne serait pas morte. Endossant la responsabilité de cet être qui n'a pas de nom mais dont la caméra du cabinet a capté l'image, Jenny va se lancer dans une (en)quête obstinée pour retrouver l'identité de la jeune femme, et peut-être éclairer les circonstances de sa mort.

Pure héroïne dardenienne (à l'image de Rosetta, Lorna ou de la Sandra de Deux jours, une nuit), Jenny ne se pose pas de questions, elle fonce bille en tête : c'est l'énergie de leurs héros et héroïnes, ainsi que la lisibilité de sa quête, qui confèrent leur puissance dramatique aux films des frères Dardenne. L'originalité de Jenny est qu'elle est moins aiguillonnée par une nécessité subjective que transcendée par un impératif éthique : moderne Antigone qui entend rendre hommage à la sépulture de sa soeur, et qui ce faisant incarne les valeurs morales universelles. Sans vraiment chercher à le faire (son seul souci est de trouver le nom de la fille inconnue), elle va mettre les autres, les médiocres, les égoïstes, les salauds, face à cet universel moral. C'est une très belle idée que ce processus passe par le visage de la fille inconnue, ce visage capté par la caméra de surveillance quelques minutes avant sa mort : ce visage produit un ébranlement moral chez tous ceux à qui elle le montre, comme une réminiscence de la philosophie d'Emmanuel Levinas...

La Fille inconnue est ainsi un film âpre mais profondément optimiste, à l'image de son personnage principal. Jenny est seule, elle n'a pas de famille, pas d'amis, pas de petit copain, elle passe la nuit dans son cabinet. Mais elle est perpétuellement dans le souci de l'autre, avec ses patients, ses confrères (le généraliste qu'elle remplace, l'interne qu'elle a en stage). Elle fait partie de ces tisserands décrits par le philosophie Abdennour Bidar, qui renouent les liens du vivre ensemble, qui réparent le corps social blessé. À l'inverse d'une conception libérale qui proclame la primauté de l'individu sur la société ("There's no such thing as society" disait Margaret Thatcher), La Fille inconnue nous montre qu'il n'y a pas d'individu sans intersubjectivité, comme l'avait expérimenté Raskolnikov dans Crime et châtiment, pas d'échappatoire à la justice des hommes.