Ferrante termine sa tétralogie napolitaine avec L’histoire de l’enfant perdu, qui reprend l’histoire d’Elena et Lila vers l’âge de 30 ans et les suit jusqu’au jour qu’Elena mentionne au tout début ; quand Lila s’en va sans laisser de trace à 66 ans.
L’histoire commence là où s’arrête le troisième roman, avec Elena s’envolant pour une conférence avec Nino Sarratore. Elle aime Nino, un écrivain politique à succès, depuis son enfance, et même lorsqu’il a choisi Lila à sa place lorsqu’ils étaient adolescents. Elena et Nino commencent leur liaison en France après qu’Elena ait laissé un message précipité à son mari et à sa fille.
Plusieurs années s’écoulent dans la narration dans laquelle Elena jongle avec beaucoup de choses : la déception de tous côtés pour avoir détruit son mariage, aller de l’avant avec Nino, élever ses filles et promouvoir son livre auprès d’une nouvelle maison d’édition en France. Durant cette période, elle prend la décision consciente de choisir Nino et sa carrière plutôt que ses jeunes filles, qui passent ces années de formation avec les parents de Pietro à Gênes. Après une dispute insurmontable avec sa belle-mère, Elena s’installe chez sa belle-sœur à Milan, après avoir quitté Nino lorsqu’elle apprend que sa femme, qu’il n’a pas quittée, est enceinte de sept mois. Tout en vivant avec Mariarosa, Elena passe du temps avec son ex-amant Franco Mari et retrouve finalement son corps après son suicide.
À la suite de cet événement brutal, qui montre si habilement à quel point le succès et l’influence sont éphémères, Elena s’enfuit finalement à Naples. Là, Nino lui a aménagé un appartement dans un quartier agréable de la ville, et pendant des années elle vit une demi-vie avec lui en essayant d’écrire et d’élever ses filles à Naples, mais pas dans le quartier de sa jeunesse. Durant cette période, Elena voit Lila souvent, mais n’a pas vraiment le droit d’entrer dans le giron du quartier. Elena continue également de jongler, parfois sans succès, avec son amant, ses enfants et sa carrière.
Elena tombe enceinte et s’ensuit un moment heureux au cours duquel elle et Lila, également enceinte, profitent d’un renouveau étroit d’une véritable amitié. Ils vivent ensemble un tremblement de terre et travaillent ensemble pendant la maladie de la mère d’Elena. Quelques jours après la naissance de la troisième fille d’Elena, la mère d’Elena souffre d’une hémorragie qui finit par lui coûter la vie. La troisième fille de Lila naît peu après, et les femmes et les bébés grandissent lentement tout au long de la vie ensemble.
Pendant cette période, Elena continue d’écrire mais ne peut pas mettre la main sur son prochain vrai projet, qu’elle a déjà promis à son éditeur. Lorsque sa troisième fille est bébé, elle rentre chez elle à l’improviste et trouve Nino en train de faire l’amour avec la servante de la manière la plus humiliante possible. Elle le met à la porte et entre dans une période de grandes difficultés. Le quitter est difficile et elle essaie de garder les filles heureuses tout en trouvant une nouvelle voix. Sur un coup de tête, elle soumet à son éditeur un vieux manuscrit qu’elle a écrit dix ans plus tôt alors qu’elle vivait encore à Florence. L’histoire contourne les problèmes du quartier, la lutte entre les fascistes et les communistes, et implique sans nommer les frères Solara.
L’éditeur d’Elena adore le roman, déclarant spécifiquement que déménager à Naples et faire partie du problème a amélioré son écriture. Forte de sa confiance, elle emménage dans l’appartement au-dessus de Lila pour pouvoir véritablement rejoindre le quartier.
Au cours des années suivantes, les femmes s’occupent mutuellement des enfants tandis qu’Elena écrit et Lila gère son entreprise informatique avec son amant Enzo Scanno. Le roman d’Elena, une fois publié, fait grand bruit dans le quartier avec ses références obliques aux Solaras. Ils font pression sur Carmen pour qu’elle poursuive Elena en justice et la menacent. Même si elle a peur, Elena continue d’écrire, espérant que son visage public la protégera. Elle et Lila se réunissent et écrivent tout ce pour quoi, selon elles, les Solaras devraient être arrêtés, mais les avocats et les rédacteurs estiment que cela ne servira à rien.
Pendant un moment, la tension s’apaise. Elena a l’impression que sa plus jeune fille se développe mal à cause de l’absence de père. Elle fait en sorte que Nino vienne passer la journée avec elle, mais Lila prend le relais et envoie également Tina lui rendre visite. Tout le monde descend au marché pour déguster des friandises, et au milieu du chaos, Tina disparaît. Pendant des jours, des semaines, des mois, Naples se mobilise pour la retrouver, en vain. C’est la charnière sur laquelle repose le livre.
Lila ne peut pas récupérer. Elle est triste, puis maniaque, puis cruelle, puis déprimée ; Elena aide comme elle le peut mais écrit toujours et a besoin de voyager. Ses filles aînées sont alors adolescentes et elle commence à voir les fruits de ses voyages constants sous forme de désobéissance et de manque de respect. Le roman diminue rapidement en action au cours de cette période ; de nombreuses personnes meurent naturellement ou sont assassinées. Lila et Enzo vendent leur entreprise et se séparent. Les filles d’Elena tombent toutes deux amoureuses du fils de Lila et provoquent une énorme rupture familiale qui conduit les deux filles à déménager finalement aux États-Unis. Nino perd lentement de son importance dans la vie d’Elena. La carrière d’écrivain d’Elena devient de plus en plus fructueuse.
Le roman se termine quand les femmes sont vieilles. Elena a déménagé à Turin tandis que Lila est restée dans la petite communauté de Naples. Elena écrit finalement l’histoire de la disparition de Tina, et Lila coupe tout contact avec elle et finit par s’éloigner de sa vie pour toujours. Dans l’épilogue, Elena reçoit un étrange colis : ce sont les poupées Tina et Nu, qui lui appartenaient, ainsi qu’à Lila, lorsqu’elles avaient six ans, qu’on croyait perdues depuis six décennies.