19세기에 지어진 엄격한 마드레느 수녀원, 아그네스(맥 틸리)의 방에서 루스 수녀원장(앤 밴크로프트)에 의해 갓 태어난 아이의 목졸린 시체가 발견된다. 즉시 사건의 진상을 규명하기 위해 여성법정 정신과의사 마샤 리빙스턴(제인 폰다)이 보내진다. 철저한 현실주의자 마샤는 천사같이 순백한 영혼을 가진 젊은 수녀 아그네스에게 접근한다.
수녀원에 출입하는 신부까지 의심하지만 시간이 더해갈수록 사건은 미궁으로 빠져든다. 최면요법을 이용 아그네스를 지하비밀 통로까지 유인한 마샤는 몸서리쳐지는 사실을 목격하기 시작하는데…
