По дороге из Лондона художник Уолтер Хартрайт встречает одинокую девушку. Она появляется перед ним поздним вечером и сразу привлекает внимание необычной одеждой. На незнакомке нет ничего, кроме белого. Девушка явно кого-то боится и просит Уолтера помочь ей. Он провожает её, не задавая лишних вопросов. Но вскоре выясняется, что молодую женщину разыскивают. Она сбежала из лечебницы для душевнобольных. Особенно странным Уолтеру кажется другое. Во время короткого разговора незнакомка упомянула Лиммеридж, именно туда он направляется на следующий день. В загородном поместье Уолтер должен преподавать рисование. Хозяин дома Фредерик Фэрли практически не интересуется происходящим вокруг и старается избегать любых неприятностей. Настоящая жизнь Лиммериджа сосредоточена вокруг двух молодых женщин. Лора Фэрли является богатой наследницей. Её старшая сводная сестра Мэриан Хэлкомб не располагает таким состоянием, зато обладает решительным характером и старается защищать Лору от любых проблем. Увидев Лору впервые, Уолтер вспоминает ночную незнакомку. Между девушками существует заметное сходство. Уолтер рассказывает об этом Мэриан. Поиски ответа приводят их к имени Энн Катерик. Именно её Уолтер встретил на дороге. Когда-то Энн бывала в Лиммеридже и была знакома с матерью Лоры. Почему она оказалась в лечебнице и почему продолжает говорить о семье Фэрли, никто толком не объясняет. Пока Уолтер и Мэриан пытаются разобраться в истории Энн, между художником и Лорой возникают чувства. Они проводят много времени вместе во время занятий и постепенно понимают, что влюблены. Но Лора не свободна. Ещё до знакомства с Уолтером она была обещана сэру Персивалю Глайду. Лора не хочет нарушать данное слово. Уолтер понимает, что его присутствие только усложняет ситуацию, и покидает поместье. Через некоторое время Лора становится женой Персиваля. После свадьбы её жизнь быстро меняется. Муж требует доступа к её деньгам и пытается добиться подписи на документах, способных поставить состояние Лоры под его контроль. Когда она отказывается, отношение Персиваля становится всё более жёстким. В доме появляется его друг, граф Фоско. Фоско значительно опаснее, чем кажется при первом знакомстве. Он редко повышает голос и почти никогда не действует в спешке. Вместо этого граф наблюдает за людьми и быстро находит их слабые места. Мэриан понимает, что Лора оказалась между двумя мужчинами, которым от неё нужны прежде всего деньги. Она остаётся рядом с сестрой и пытается узнать их планы. В это же время Энн Катерик снова даёт о себе знать. Она утверждает, что знает секрет Персиваля. Глайд много лет боится раскрытия этой тайны. Поэтому появление Энн становится для него серьёзной угрозой. Лора пытается встретиться с девушкой и узнать правду. Но Энн постоянно скрывается, опасаясь, что её снова отправят в лечебницу. Персиваль и Фоско тем временем понимают, как можно воспользоваться удивительным сходством двух женщин. Мэриан оказывается слишком близко к разгадке и начинает следить за мужчинами. Ей удаётся узнать часть их планов, но болезнь лишает её возможности защитить сестру в самый опасный момент. Лору увозят. Вскоре появляется сообщение о её смерти. Все документы подтверждают, что наследница умерла и похоронена. Но действительность оказывается другой. Лора жива. Её помещают в лечебницу под именем Энн Катерик. Лишённая документов и возможности доказать собственную личность, она оказывается в том же положении, в котором раньше находилась загадочная женщина в белом. Мэриан удаётся найти сестру и помочь ей выбраться. Но одного возвращения недостаточно. По закону Лора считается умершей. Когда Уолтер вновь появляется в Англии, он присоединяется к Мэриан. Теперь им нужно восстановить события, произошедшие после свадьбы, и найти доказательства подмены. Расследование снова приводит Уолтера к Энн Катерик, её матери и прошлому Персиваля Глайда. Именно там скрывается причина, по которой одна ночная встреча на дороге оказалась связана с Лорой задолго до появления Уолтера в Лиммеридже.
