精神病院的默奇遜院長即將退休，接手的是年輕有為的愛德華大夫（格利高里·派克 Gregory Peck 飾）。醫院里年輕漂亮的女醫生彼特森（英格麗·褒曼 Ingrid Bergman 飾）和他相愛，然而竟發現眼前的愛人不是愛德華大夫，而真實的愛德華的秘書，還前來指出這個冒牌人士是殺害愛德華的兇手。面對戀人撲朔迷離的身份，彼特森始終不相信他是殺人兇手，然而默奇遜院長卻用精神分析法印證了“事實”。更為棘手的是，這個假愛德華也相信自己有罪，他甚至連自己是誰，經歷過的事情也不知道。彼特森對自己的判斷非常堅持，她決定要幫他找出事件真相。在警察的追捕下，她帶他逃到了心理分析教授的家中，展開了一聯串精彩的心理分析過程，他童年的陰影和愛德華大夫被殺的真相漸漸浮出水面。