Primatologue américaine spécialisée dans l’étude des gorilles des montagnes, Dian Fossey entame ses recherches au Rwanda en 1967, alors qu’elle ne dispose d’aucune formation scientifique.
La jeune femme s’installe en pleine forêt dans le parc national des volcans, situé dans le nord-ouest du pays ; munie de patience autant que d’une impressionnante capacité à s’adapter à leur comportement, elle réussit à gagner la confiance des primates, alors que ceux-ci étaient jusqu’ici considérés comme des bêtes dangereuses et imprévisibles. Ces gorilles deviennent pour Dian Fossey une véritable famille de substitution, et elle s'efforce de tout mettre en place pour protéger leur population en voie d’extinction, menacée par l’expansion des surfaces agricoles et les pièges à animaux.
En 1977, le meurtre de Digit, gorille dont elle est très proche, par des braconniers, marque un tournant dans sa vie. Elle se lance alors dans une lutte acharnée contre la chasse illégale et va jusqu’à organiser des patrouilles armées. Cependant, la fermeté de ses actions finit par faire d’elle une cible : elle est assassinée en 1985, dans des circonstances encore mystérieuses à ce jour.
Ce documentaire présente, notamment à l’aide d’archives encore inédites, un portrait complexe de Dian Fossey, la Nyramachabelli, "la femme qui vit sans homme dans la forêt" en swahili.
Anciens compagnons de route, chercheurs, chercheuses et biographes revisitent son parcours et détaillent l’impact révolutionnaire qu’a eu son travail sur la primatologie et la défense de la nature – notamment au Rwanda, grâce à un fonds qu’elle avait créé, et qui perpétue son héritage.
Le film aborde également les parts d’ombre de sa personnalité, peu sociable et paranoïaque, ainsi que ses engagements sans compromis.
