독일의 어느 작은 마을이 정체를 알 수 없는 괴물 ‘메게라’로 인해 공포 속으로 빠져든다. 이 괴물을 본 희생자들이 돌로 변해버렸기 때문. 자유분방한 화가인 브루노 하이츠의 애인이 돌로 변한 시체로 발견되고, 브루노 역시 나무에 목을 맨 채로 발견된다. 마을 사람들은 그가 범인임을 주장하지만 브루노의 아버지 하이츠 교수(마이클 고드리프 분)는 아들의 무죄를 확신하고 혼자서 사건의 진상을 조사한다. 그러던 중 그 역시 고르곤과 마주치게 되고 돌로 변하게 된다. 서서히 돌로 변하면서 죽어가던 하이츠 교수는 큰아들 폴(리처드 파스코 분)에게 사건의 실마리를 알리는 편지를 급히 써서 남긴다. 그러나 마을 사람들과 경찰은 오히려 사건을 덮어두고 외부인들에게 떠날 것을 종용한다. 마을의 정신병원에 수감된 환자 하나가 범인으로 추정되는 가운데, 폴 하이츠는 정신병원의 의사인 나마로프 박사가 비밀을 숨기고 있다고 의심한다. 이 때 라이프치히 대학의 민속학 교수이자 폴의 은사인 마이스터 교수(크리스토퍼 리 분)가 마을을 방문하고, 그는 살인자가 바로 매게라의 악령에 사로잡힌 칼라(바바라 쉘리 분)라고 주장한다. 매게라는 그리스 신화에 나오는 뱀의 머리를 가진 메두사 자매 중 하나로, 보는 즉시 사람을 돌로 변하게 하는 괴물이다. 하지만 이미 아름다운 칼라를 사랑하게 된 폴은 마이스터 박사의 말을 믿지 못한다. 기억상실증 환자로 나마로프 박사의 조수로 일하는 칼라 역시 나마로프의 연정과 질투심에 지쳐 폴과 함께 마을을 떠나기로 한다. 그러나 약속 장소에 나타나지 않은 칼라를 찾아 폐허가 된 저택을 찾아간 폴은 나마로프 박사와 마주치게 되고, 결투를 벌이던 중 매게라를 본 두 사람은 모두 돌로 변한 채 죽고 만다. 홀로 남은 마이스터 박사의 일격으로 매게라도 최후를 맞게 되고 드디어 괴물의 정체가 드러난다.