La tristesse particulière du gâteau au citron parle de Rose, une jeune fille qui découvre le jour de son neuvième anniversaire qu’elle a une capacité particulière à goûter les émotions de la personne qui a préparé le plat. La première fois qu’elle remarque son talent gustatif unique, elle ressent l’immense tristesse de sa mère lorsqu’elle prépare à Rose un gâteau au chocolat et au citron. Rose ne supporte pas de manger le gâteau. Cela laisse perplexe sa mère, Lane. Rose réfléchit beaucoup aux émotions contenues dans la nourriture et commence à les remarquer dans tout ce qu’elle mange, finissant par identifier l’origine des ingrédients. Elle se tourne vers George, l’ami de son frère Joseph, éloigné et apparemment antisocial, pour tenter de comprendre ce qui lui arrive. Comme Joseph, George a un vif intérêt pour la science et accepte de faire des expériences de recherche sur ses capacités. Alors que les nouvelles capacités de Rose fascinent George, il ignore son béguin croissant pour lui.
Joseph est socialement retiré. Il reste seul dans sa chambre, aidé par l’ajout d’une porte, fabriquée par sa mère, pour sa chambre. Il interagit à peine avec sa famille à table. Lorsqu’il le fait, c’est souvent à contrecœur. Il entretient cependant une relation plus forte avec sa mère. Elle le considère comme spécial et se tourne vers lui pour obtenir des conseils. Le père, renfermé à sa manière, n’a pas vraiment de lien avec Joseph. Joseph et Rose semblent se comprendre et entretenir une relation fondée sur des bavardages et des intérêts similaires pour les programmes télévisés.
Grâce à la cuisine de sa mère, Rose apprend que Lane a une liaison. Elle garde le secret pour elle. Même si elle ne confronte pas dans un premier temps sa mère, la connaissance de l’affaire lui pèse lourdement. Ses relations à l’école en souffrent également. Rose est éloignée de ses camarades de classe et compte sur son amitié avec Eliza. Lorsqu’elle rencontre une nouvelle étudiante transférée, Sherrie, elle se lie d’amitié avec elle et lui parle de son talent particulier. La capacité de Rose à ressentir les émotions fascine l’amie. Bien qu’il s’agisse d’une nouveauté au début, Sherrie profite de Rose pour comprendre ce qu’elle ressent vraiment à propos de quelque chose. Rose tente de voir Sherrie en dehors du contexte alimentaire, mais elle n’est plus intéressée. Rose s’éloigne de l’amitié. La situation la pousse à recommencer à cacher sa compétence spéciale.
Rose remarque que le comportement de Joseph devient de plus en plus étrange. Quand elle sort, Lane laisse Joseph chargé de garder Rose. Rose ne pense pas avoir besoin d’une baby-sitter et Lane finit par payer sa fille pour l’accepter. Une nuit, Rose se rend compte que Joseph a disparu. Inquiète, elle le cherche et le croise dans le couloir. Il n’indique pas où il se trouvait, mais au fil du temps, Rose note qu’il continue de disparaître et pendant de plus longues périodes.
Après que les universités ont rejeté les candidatures de Joseph, il accepte d’aller dans une université municipale s’il peut trouver un appartement par lui-même. Ses parents s’occupent de l’appartement et Joseph disparaît sans laisser de trace. Rose essaie de comprendre où Joseph est allé et comment cela peut ou non être lié à sa compétence particulière.