Події розгортаються в 1850 році у Великобританії. Юний художник з лондона Уолтер Хартрайт, завдяки знайомствам свого друга, професора Піски з Італії, влаштовується працювати вчителем малювання в Ліммерідж в Кумюерленде. Перед тим як поїхати, Хартрайт направляється в передмістя Лондона попрощатися з сестрою і мамою. Він пізно повертався додому по спекотним, безлюдними вулицями і випадково зустрів незвичайну жінку - вона повністю була одягнена в біле. Далі вони йдуть удвох. Коли Уолтер завів розмову про свою майбутню поїздку і назвав місто, в якому посилаються, незнайома жінка розхвилювалася. Вона згадує недавно померла місіс Ферлі, господиню Ліммеріджа. Хартрайт ловить жінці в білому кеб. Як тільки вона зникла з очей під'їхала інша коляска. Двоє, що сиділи в ній, запитали Уолтера щодо тієї самої жінки. Як виявилося, в наслідку вона втекла з божевільні.
По приїзду в Ліммерідж, Уолтер насамперед заводить знайомства з місцевими жителями. Це була брюнетка Меріан Голкомб, дочка місіс Ферлі, її зведена сестра по материнській лінії Лора Ферлі, їх дядько Фредерік Ферлі - найжахливіший егоїст і холостяк. Саме він і запропонував місце Хартрайту. Уолтер поділився з Меріан історією про незнайомку, яка її дуже зацікавила і, завдяки збереженим листам матері, вдалося з'ясувати що це була ніхто інша як Анна Катерік. Малятко Анна мала багато спільного з Лорою, саме тому до неї так сильно прив'язалася місіс Ферлі, зі свого боку, щоб показати свою любов наставниці Анна обіцяла завжди носити тільки біле. Навіть через стільки років Уолтер зауважує між ними разючу подібність. Уолтер і Меріан ні з ким не діляться своїм відкриттям. Тим часом між викладачем і ученицею, Уолтером і Лорою, розпалюються почуття. Вони не говорять один одному про свою любов. Вони були з абсолютно різних верств суспільства. Лора матеріально забезпечена, мала великий спадок і походила з знатного роду. Крім того, вона вже була заручена на молоду людину, якого підібрав їй батько. Ним виявився баронет Персіваль. Коли Уорсел почув це ім'я, відразу ж згадав, що вже чув його від жінки в білому. Потім Хартрайт знову зустрічає Анну Катерік, на цей раз на кладовищі, де вона прибирає могилку місіс Ферлі.
Катерік повідомляє Уолтеру, що саме майбутній наречений Лори відправив її в божевільню і виставляє його породженням пекла. Напередодні вона написала це в анонімному листі до Лори. Хартрайт прощається з Лорою і іншими мешканцями Ліммеріджа, пригнічений повертається додому в Лондон, а потім направляється на пошуки пригод в Центральну Америку разом з археологічною експедицією.
Коли в Ліммерідж приїжджає жених Лори, Меріан вимагає від нього пояснень з приводу Анни. Той віддає їй лист від матері Анни - воно повинно довести, що все, що сталося було погоджено з нею і направлено виключно на благо її дочки. До самого кінця Меріан і Лора сподіваються на те, що весілля з яких-небудь причин не відбудеться, але цього не відбувається. Персіваль Глайд і Лора Ферлі одружуються, і їдуть відзначати медовий місяць в Італії. Через півроку, повернувшись в Англії, вони селяться в маєтку Глайда в Блекуокер-Парку. До них же приїжджає Меріан Голкомб. Разом з молодятами в Англію приїжджають ще одне подружжя - подружжя Фоско. Графиня Фоско доводиться Лорі тіткою. В юності вона була норовливої і честолюбної, але зараз буквально дивиться своєму чоловікові в рот. Товстий граф Фоско дуже важливий і люб'язний чоловік, він постійно робить компліменти своїй дружині і найбільше на світі любить білих мишок, всюди тягаючи їх з собою у великій клітці. Відчувається, що він людина вольова і сильного характеру.
Одного разу, прогулюючись неподалік від будинку, Лора зустрічається з Анною Катерік. Анна ще раз просить Лору бути обережною з чоловіком - йому краще не довіряти, він зрадник. Серу Персівалю необхідні гроші, він намагається умовити Лору щось підписати, що не прочитуючи. Коли ж вона відмовляється, чоловік починає їй загрожувати. Граф Фоско амортизує конфлікт. Все це чарівність і люб'язність сера Персиваля, за допомогою яких він і домігся Лори, тепер зникли без сліду, поступившись місцем грубості і глузуванням. Він підозрює дружину в тому, що вона зраджує йому з учителем-художником. Граф і графиня всіляко не дають Меріан хоч якось встановити зв'язок з повіреним подружжя Ферлі. Одного разу вони навіть напоїли повірений Меріан, яка повинна була відправити лист. Меріан підозрює, що проти Лори зріє змова, і підслуховує, про що розмовляють Персіваль і граф Фоско. Вона затверджується в своїх підозрах, але ніяк не може запобігти загрозі: одного разу вона слухала розмову всю ніч, і на ранок злягла з важкою формою застуди. Посилаючись на хворобу Меріан, граф Фоско велить віднести хвору вглиб замку. Лорі же кажуть, що вона їхала і обманюють її, запрошуючи в гості до дядька Ферлі. У Лондоні Лору здають в божевільню, представивши її колишньої пацієнткою Ганною Катерік. У той же час в Лондоні в маєток своєї тітки вмирає несправжня леді Глайд. Тепер Персівалю Глайда ніщо не заважає отримати багатство своєї дружини.
Одужавши, Меріан намагається зрозуміти, що трапилося. Вона знаходить і звільняє Лору - та тепер морально знищена зрадою близької людини і позбувшись свого маєтку і грошей. Уолтер повертається з подорожі. Він відвідує могилу Лори, і зустрічає там Меріан. Поруч з нею стояла Лора, яка записується один в один як Анна Катерік. Уолтер знімає для всіх трьох одну загальну квартиру. Разом з Меріан вони допомагають Лорі встати на ноги. Уолтер має намір повернути Лорі її життя і її гроші. Було очевидним, що Персіваль боявся відкриття якоїсь таємниці, і саме тому сховав Анну в божевільні. Але що це була за таємниця? Він їде до матері Анни. Незважаючи на те, що місіс Катерік ненавидить Персиваля і бажає йому якнайшвидшої загибелі, вона відмовляється допомагати Уолтеру. Тоді він підслуховує розмову місіс Катерік з містером Уансборо, у якого є книга метричних записів, що належить церкві. З розмови з'ясовується, що батьки Глайда ніколи не були офіційно одружені, це означає, що у нього немає ніяких прав бути титулованим і володіти землею. Давним давно Глайд одного разу потрапив до ризниці і підробив запис за допомогою місіс Катерік. Коли її чоловік звинуватив їх у зв'язку, Глайд не став виправдовуватися: він боявся, що справжні цілі їх зустрічей можуть відкритися. Пізніше він не раз фінансував місіс Катерік. Анну він ненавидів тому, що дівчина насмілилася піти по стопах матері, оголосивши, що теж знає секрет Глайда. Через це вона опинилася в божевільні, де що б вони не говорила, буде вважатися недійсним. Персіваль відчуває загрозу з боку Уолтера і, не знаючи, що є дублікат, вирішує спалити книгу записів. Загоряється вся церква, і в цій пожежі вмирає він сам.
Граф Фоско ховається від правосуддя. Одного разу Уолтер відвідує театр в компанії професора Піски. Там вони зустрічають графа. Уолтер зауважує, як нервує граф побачивши професора. Однак Піски не впізнає його. Тоді Уолтер розуміє, що, можливо, граф, як і піску, член цього ж таємного товариства. Тоді зрозуміло, чого так боявся граф - кари за його відступництво, за те, що він зрадив все братство. Уолтер звертається за допомогою до Песке. Той відправляє професору лист, яке містить повне його викриття і загрозу, що якщо Уолтер не повернеться в певний час на наступний день, то йому не уникнути возмезжія. Убезпечивши себе в міру можливостей, Уолтер зустрічається з графом Фоско і змушує його зафіксувати на папері те, які вони разом з Глайдом зробили махінації. Граф самовдоволено і вдохновённо витрачає на цю писанину всю ніч, а графиня в цей час пакує валізи, стріляючи в Уолтера лайкою і невдоволенням.
Ось воно, проблема з датами: свідоцтво про смерть підписано раніше, ніж лист Фредеріка Ферлі із запрошенням в гості було відправлено. Грунтуючись на цих двох документах Уолтер доводить, що Лора жива, а в могилі лежить тіло Анни Катерік. Надгробок змінюють. Останнє прохання Анни Катерік здійснена: вона похована поруч з гаряче улюбленої місіс Ферлі.
Лора і Уолтер одружуються, життя поступово втікає в потрібне русло. Уолтер занурюється в роботу. Проежая повз річки Сени в Парижі, він бачить, як з води витягують тіло графа Фоско. Це виразно самогубство: перед смертю граф зрізав собі шматок шкіри на руці, де було клеймо таємного товариства. Коли Уолтер приїжджає в Лондон, він не знаходить ні Лори, ні її маленького сина, ні Меріан. Замість них лежить записка: в ній дружина просить не хвилюватися і приїхати в Ліммерідж. Так він зустрічає Лору і Меріан. Після того, як дядько помер, його фамільний маєток успадкувала Лора. Її піврічний малюк тепер - один з найбільш родовитих немовлят в Англії.