젊은 수녀 아그네스는 갓난아기를 살해해 휴지통에 버린 혐의를 받고 재판장에 서게 된다. 재판소는 사건 조사를 위해 정신과 의사 마샤 리빙스턴(제인 폰다)을 수도원으로 보낸다. 수녀원의 원장인 루스(앤 밴크로프트)는 신에 이적에 의한 수태를 주장해 정신 병원이나 형무소로 보내질 위기에 처한 아그네스를 감싼다. 그러던 중 마침내 모든 비밀이 밝혀지게 된다. 아그네스는 어린 시절 어머니의 학대를 받았고, 괴로운 유년 시절을 보냈던 아그네스는 수녀원의 비밀 통로를 통해 원치 않는 아이를 잉태하게 되었던 것이다. 그러나 순결한 아그네스는 하느님에 의해 자신이 아이를 갖게 되었다 생각하고, 아이를 하느님에게 돌려주기 위해 아이를 죽인 것이다. 결국 재판 판결에서 아그네스는 수녀원으로 돌아가 의사의 치료를 받는다.