Blandt regnskovens stammefolk dybt inde i Amazonas er forsker dr. Annick Swenson i gang med at udvikle et medikament, der vil kunne forandre kvinders liv for al fremtid. Projektet er omgærdet af stor mystik, Swenson nægter at rapportere hjem, og investorerne er ved at miste tålmodigheden. Anders Eckman fra Swensons medicinalfirma sendes ned for at undersøge sagen. Det eneste, der kommer retur, er meddelelsen om hans død.
Marina Singh, kollega til Anders og tidligere student under dr. Swenson, tager nu af sted – helt ind i Sydamerikas mørke hjerte – for at undersøge det påståede dødsfald og for at finde ud af, hvad det er for en velbevogtet hemmelighed, dr. Swenson skjuler.
Marina ved ikke, at der i dette ældgamle hjørne af verden lurer farer, som kommer til at overgå hendes vildeste fantasi. Den unge forsker må lære at navigere i et territorium, hvor fornuften er sat ud af spil – og det er kun tiden, der kan vise, om dr. Swenson har lært hende nok.
Mirakelfloden er en fortælling om kærlighed, vanvid og frygt og om de dilemmaer, der opstår, når videnskaben kolliderer med vores forestillinger om fornuft og etik.