Une actrice, Chris McNeill, a une fille de douze ans, Regan, qui se met à manifester des signes d'un extrême désordre mental et physique auquel la science médicale et psychiatrique est incapable d'apporter remède. Convaincue que Regan est possédée d'un esprit malin, Chris fait appel à un Jésuite, psychiatre lui-même, le père Karras, pour qu'il exorcise Regan. Celui-ci examine l'enfant pour vérifier l'utilité d'une telle intervention. Les autorités ecclésiastiques assignent à cette tâche un vieux prêtre, le père Merrin, auquel Karras devra donner assistance. Les deux hommes s'efforcent alors, grâce au rite traditionnel, d'apporter secours à l'enfant.