公衆衛生調査官マシューはある日、同僚のエリザベスから奇妙な相談を受ける。彼女の恋人ジェフリーが以前の彼とは別人のようになったという。その翌日、エリザベスがマシューの家に駆け込んで来て、ジェフリーは見知らぬ人たちと密会しており、彼らは人間らしい感情が無いように思われたという。マシューはエリザベスを知り合いの精神科医のキブナー博士のところへ連れて行くがそれは単なる幻覚にすぎないと断定される。数日後、マシューの親友ジャックの家で不思議な物体が発見される。

1994年10月、モンゴメリー大学映画学科に所属する3人の大学生がドキュメンタリー映画製作のためにメリーランド州ブラック・ヒルズの森に分け入った。その土地に今なお残る伝説の魔女“ブレア・ウィッチ”をテーマにしていたのだ。だが3人はそのまま消息を絶つ。手掛かりが発見されないままやがて捜索は打ち切られた。しかし事件から1年後、彼らが撮影したものと思われるフィルムとビデオが森の中で発見される……。