Krista Launonen päättää lähteä selvittämään hymyn ja elämänilon salaisuutta tutustumalla viiteen taidehistorian merkkiteokseen. Kesken tutkimusmatkansa hän saa epätoivotuksi matkakumppaniksi vakavan sairauden.

Hymyn salaisuudessa aikamatka taidehistoriaan ja hymyilevien mallien kohtaloihin nivoutuu Launosen kuvaukseen omasta halusta pysyä elämänilossa kiinni silloinkin, kun krooninen syöpä asettuu kehoon.

Etruskien, Buddhan, Leonardo da Vincin, Elisabeth Vigee-Lebrunin ja John Singer Sargentin hymyteokset antavat matkalla voimaa ja toivoa. Launonen selvittää, mitä taidehistoria opettaa elämänilosta ja millaisia vastauksia se antaa ikuisuuskysymyksiin: miksi olemme täällä ja miten elämää pitäisi elää. Samalla Launonen huomaa, ettei pysty allekirjoittamaan monia perinteisiä käsityksiä syövästä: se ei ole taistelu, sairaudesta ei tarvitse olla kiitollinen ja ulkonäöllä todella on merkitystä.