Em Londres Carol Ledoux (Catherine Deneuve) é uma bela mulher que é sexualmente reprimida e vive com sua irmã mais velha. Ela constantemente resiste aos assédios do seu namorado e também desaprova o amante da irmã. Quando esta viaja com ele em férias, Carol fica sozinha no apartamento e se afunda em uma profunda depressão, passando a ter várias alucinações.