Vì muốn mua được chiếc cặp in hình Thủy thủ Mặt Trăng mà con gái mơ ước, Yong Goo chạy theo một bé gái. Trời giá buốt, bé gái vấp ngã và qua đời. Yong Goo bị vu bắt cóc, cưỡng dâm và giết bé gái đó – người là con của Cục trưởng Cục cảnh sát. Chính vì thế, Yong Goo bị khép tội chết.
Vào tù, Yong Goo bị tất cả mọi người khinh mạt với tội trạng của mình. Từ trại trưởng, người có con trai bị hãm hại, đến những bạn tù là những người đã từng một thời lầm lỡ... Nhưng tử tù ấy dùng sự lương thiện và lòng yêu thương con người để hóa giải tất cả. Người ta dần nhận ra kẻ thiểu năng bất chấp sinh mạng để nhiều lần cứu người khác ấy không thể là tội phạm có thể ra tay làm hại một đứa bé.
Do thương xót cho tình cảnh của Yong Goo, anh được mọi người trong tù sắp xếp cho gặp gỡ thiên thần yêu dấu của mình, trong phòng giam số 7. Căn phòng ấy, từ khi có sự có mặt của đứa trẻ, như trở thành gia đình lớn đoàn kết. Tình cha con cảm hóa những trái tim, rung động cảm xúc gia đình thiêng liêng của những tên tội phạm.
Tất cả như tan chảy, khuất phục trước sự thánh thiện, thơ ngây của bé gái. Họ dám làm tất cả những gì trong khả năng của mình để hai cha con được bên nhau. Ye Seung chính là món quà cho phòng giam số 7 và điều kỳ diệu đến cùng em trong căn phòng này.
Nhưng Điều kỳ diệu trong phòng giam số 7 là câu chuyện cổ tích buồn. Yong Goo bị thi hành án vào đúng ngày sinh nhật con gái. Quà sinh nhật mà Ye Seung nhận được từ bố là chiếc cặp in hình Thủy thủ Mặt Trăng. Ước mơ sở hữu chiếc cặp của cô bé thành hiện thực cũng là lúc hai cha con sắp vĩnh viễn không còn nhìn thấy nhau.
Điều kỳ diệu trong phòng giam số 7 như một quả bóng bay chứa đầy mơ ước về cuộc sống đơn giản, bình yên, không chỉ của hai cha con ông bố thiểu năng, mà còn của cả những tù nhân từng một thời lầm lỡ, của người trưởng trại tù luôn chứa chất trong lòng nỗi đau và lòng căm hận. Trên tất cả, phim tôn vinh tình cảm gia đình thiêng liêng, tình bạn giữa những người cùng cảnh ngộ.