Sous prétexte de les guérir de leurs insomnies, le docteur David Marrow a invité à "Hill House" trois de ses patients, Theo, jeune femme belle et élégante; Luke, cobaye professionnel qui est venu pour gagner un peu d'argent ; et Lili, fragile, sensible et vulnérable. En réalité, le docteur conduit une expérience sur les mécanismes de l'angoisse. Or, le château de "Hill House", lugubre résidence construite au XIXe siècle par le richissime industriel Hugh Crain, homme cruel et tourmenté, a la réputation d'être hanté.
