Historia zaczyna się w dzieciństwie Amerykanki Edith Cushing (Mia Wasikowska), gdy objawia się jej duch zmarłej niedawno matki, ostrzegającej ją przed "wzgórzem krwi". Później, w 1901 roku, gdy Edith jest już dorosłą kobietą, związuje się ona ze zubożałym arystokratą sir Thomasem Sharpe (Tom Hiddleston). Ojciec Edith chce odwieść córkę od tego małżeństwa, ale zostaje zamordowany po tym, jak odkrywa fakty mogące zaszkodzić reputacji Sharpe’a, przez co jego rodzinie kończą się środki na życie i główna bohaterka jest zmuszona do wyjścia za mąż. Thomas Sharpe, który wkrótce po zawarciu związku wyjeżdża z Edith do swojego rodzinnego domu w Anglii, podupadłej neogotyckiej posiadłości stojącej na wzgórzu z jaskrawoczerwonej gliny, przez co nazywane jest krwawym wzgórzem.
Edith poznaje tam siostrę męża, Lucille (Jessica Chastain). Wkrótce potem protagonistka zaczyna widzieć poruszającą się po budynku upiorną szkarłatną zjawę starszej kobiety, a później także duchy młodej kobiety i jej dziecka. Edith odkrywa, że jej mąż żenił się już wielokrotnie, a każda z tych żon szybko umierała, zostawiając w spadku swój majątek. Ponadto Thomas i Lucilla okazują się być w kazirodczym związku. Duch starszej kobiety okazuje się matką rodzeństwa Sharpe, zamordowaną przez nich samych w ich młodości. Podobnie jest z duchem młodszej kobiety, zamordowanej żony Sharpe’a. Duch dziecka jest owocem kazirodztwa Sharpe’ów, które spowodowało bardzo wczesną śmierć dziecka. Lucilla, słysząc od Edith o tym, że wie ona o morderstwach i kazirodztwie, zamierza zabić kobietę przez zrzucenie jej z okna, ale ta przeżywa.
Znajomy Edith, Dr Alan McMichael, znajduje dokumenty odkryte przez ojca Edith i przybywa do Anglii aby ją uratować. Po dotarciu zostaje jednak raniony przez Thomasa, który nie zabija go gdyż zaczyna mieć dość swojej zaborczej siostry i naprawdę odczuwa sympatię do Edith. Gdy prosi siostrę o to, żeby zostawiła Edith przy życiu, Lucilla wpada w szał i zabija go. Edith zabija Lucille podczas walki o życie. Po powrocie z Alanem do USA opisuje ona swoje przeżycia w powieści pod tytułem Wzgórze krwi.