一个最普通不过的弗洛伊德病例引出了影片的女主人公,精神病院的心理大夫彼特森,这是个专心学术的美女。这所医院原来由莫奇森医生主管,将要由医学界著名的爱德华大夫接手,彼特森就是爱德华的崇拜者之一。
新来的爱德华大夫虽然英俊不凡,但似乎太年轻了点,他和彼特森很快产生了彼此爱慕之情。但彼特森很快发现,他其实并不是爱德华大夫,而是一个被某些可怕的事困扰的失忆症病人J.B.,而第二天赶来的爱德华的秘书更使他背上了谋杀爱德华的罪名。
彼特森找到逃走的JB,试图用精神分析法帮他回忆起隐藏在记忆深处的真相。警察的追捕,让两个人来到彼特森老师阿利克森的家中,和蔼善良的老人收留了他们,并帮彼特森一起治疗JB。
经过诱导,JB说出了自己的梦境,师徒两个分析出谋杀发生在爱德华与他滑雪的时候。为了让JB彻底摆脱噩梦,彼特森和他来到滑雪场,JB在两人危急关头,终于回忆起小时的情形,摆脱了犯罪情结,也记起了爱德华出事的情形。
警察按JB提供的线索果然找到了爱德华大夫的尸体,但却从尸体中找到了子弹,JB仍然无法摆脱谋杀的指控。彼特森为JB多方奔走没有结果,只能回到医院。莫奇森大夫一句失言,令彼特森如梦方醒,联系JB的梦境,整个故事终于有了结果。面对自己的阴谋的败露,莫奇森大夫无力向彼特森开枪,绝望地饮弹自尽