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1974年，牛津大学教授约瑟夫·考普兰德（杰瑞德·哈里斯 Jared Harris 饰）坚信世间存在着用现有科学无法解释的超自然现象，为了证明自己的观点，他集结了布莱恩（山姆·克拉弗林 Sam Claflin 饰）、哈利（Rory Fleck-Byrne 饰）、克莉丝（艾琳·理查兹 Erin Richards 饰）等三名年轻人组成实验小组，对少女简·哈珀（奥利维亚·库克 Olivia Cooke 饰）展开研究。此前在简的身上曾发生过无数匪夷所思的事情，她自称有一个看不见的朋友艾薇搅扰了她的人生，事件影响甚广，连官方都承认简被恶魔附体。约瑟夫信心满满，即使研究经费被撤走，他也执着地要找到致令少女精神失常的原因。
然而他的实验很快跌入了完全看不到尽头的恐怖深谷……