1921, pouco após a Primeira Guerra Mundial. Assombrada pela morte de seu noivo, Florence Cathcart (Rebecca Hall) resolveu dedicar sua vida a investigar supostos casos paranormais, usando a lógica para explicá-los. Ela aceita o convite para ir a uma escola onde um garoto foi encontrado morto e, segundo rumores, seu fantasma assombra o local. Logo ela começa a buscar evidências científicas que expliquem a situação, só que suas descobertas aos poucos colocam em dúvida tudo o que sabe até então.