Falsa Identidad nos cuenta la historia de Diego Hidalgo (Luis Ernesto Franco) e Isabel Fernández (Camila Sodi), quienes por razones muy diferentes se ven obligados a huir de Sonora, adoptando la identidad de un feliz matrimonio, para escapar de peligrosos enemigos. Con intensión de manchar la memoria de su padre, Diego se involucra en negocios con el narco más poderoso de Sonora, Gavino Gaona. Las cosas se complican cuando Diego, siendo el novio de la hija de Gavino, termina convirtiéndose en el amante de su esposa; lo que hace que Gaona enfurezca y le ponga precio a su cabeza. Por otra parte, Isabel es una ama de casa, que termina escapando de los abusos de su esposo y encuentra refugio con la empleada doméstica de Eliseo, el presidente municipal de Álamos. Diego que es hermano del presidente municipal, también se esconde en la misma casa. Es así como sus caminos se cruzan, y gracias al plan de Eliseo para proteger a su hermano, terminan huyendo juntos a la Ciudad de México.