Le docteur David Marrow souhaite mener une étude expérimentale sur les phénomènes anxiogènes. A la recherche de cobayes, il appâte trois jeunes gens insomniaques, Nell, Theo et Luke, en leur faisant croire qu'il va les guérir de leur mal, puis les réunit dans un sinistre château que son voisinage prétend hanté. De fait, la bâtisse, construite au XIXe siècle, renferme un lourd secret. Son premier propriétaire, Hugh Crain, un riche industriel, y aurait massacré des centaines d'enfants après la mort de son épouse. Nell, marquée par la mort de sa mère, est la première à ressentir de mystérieuses présences. Theo, la cartésienne, et Luke, le blasé, tentent en vain de la raisonner...