Um inusitado encontro à meia-noite entre o artista Walter Hartright e uma mulher vestida de branco, que parece desesperada para compartilhar um segredo obscuro, deixa no ar uma sombra fantasmagórica. No dia seguinte, Hartright, contratado como mestre de desenho da bela Laura Fairlie e de sua meia-irmã Marian Halcombe, conta aos alunos sobre os estranhos acontecimentos. Determinados a aprender tudo o que puderem sobre a misteriosa mulher vestida de branco, os três logo se veem atraídos por um vórtice arrepiante de crime, veneno, sequestro e intriga internacional.