홀리 구링(Holly Gooding: 드류 베리모어 분)은 막 성년이 된 어여쁜 처녀로 아버지로부터 엄청난 재산을 물려받은 상속녀. 그러나 일찍 어머니를 여윈 그녀는, 동생 프레드와 함께 정서 불안 상태로, 무서운 영혼 쌍둥이 때문에 악몽에 시달리는 불쌍한 소녀다. 그녀를 치료하는 정신과의사 헬러 박사(Doctor Heller: 데니스 크리스토퍼 분)는 홀리를 성적으로 착취하면서 그녀와 결혼하려 한다. 한편, 그리고 자신이 연루된 어떤 사건 때문에 아버지(Holly's Father: 토마스 보삭 분)가 남동생 프레드에 의해 창 밖으로 밀쳐 죽게 되고, 프레드는 실어증에 걸려 정신병원에 입원한다. 남편의 죽음으로 유산 상속의 위기감을 느낀 홀리의 계모는 딸을 살해하기로 마음먹는다. 그러나 어느 비오는 날, 홀리와 똑같이 생긴 여자가 엄마의 아파트를 방문, 칼로 살해한다. 몇 달 후 홀리는 어렸을 때 아버지, 남동생과 함께 살던 집이 있는 LA로 온다. 홀리는 신문에 난 룸메이트 모집 광고를 보고 가난하고 젊은 무명작가 패트릭 하이스미스(Patrick Highsmith: 죠지 뉴번 분)를 찾아가 같이 살기로 한다. 하나뿐인 방을 홀리에게 양보하고 거실 소파에서 자던 패트릭은 악몽에 시달리는 듯한 홀리의 잠꼬대에 잠을 설친다. 다음날 아침, 카페에서 작가인 여자친구 엘리자베스(Elizabeth: 레슬리 홉 분)를 만나 아침을 먹던 패트릭은 길건너에 카페를 응시하는 홀리의 음산한 모습을 보고 놀란다. 그러나 집에 돌아온 그는 전혀 다른 모습으로 집안청소를 하고 있는 홀리를 발견한다. 그녀는 자기가 밖에 한번도 나가지 않았다고 말한다. 두 사람은 그날 밤 잠자리를 같이 하지만, 다음날 아침 차갑게 돌변한 홀리는 간밤의 자기는 자신이 아니라 자기의 영혼 쌍둥이였다고 말한다. 둘은 정신병원에 있는 홀리의 동생 프레드를 만나러 간다. 다음날 홀리를 닮은 여자가 병실에 몰래 들어가 프레드에게 칼을 휘둘러 중상을 입히는 사건이 일어나고, 홀리는 경찰에 체포된다. 뉴욕에서 달려온 닥터 헬러는 홀리가 어머니 살해혐의를 받았던 때처럼 그녀가 정신이상이라는 증언을 하여 풀려나게 한다. 동생 프레드를 노리는 영혼쌍둥이를 막기 위해 LA에 남겠다고 고집하는 홀리. 도플갱어에 놀라 고향으로 가려던 패트릭도 그녀를 돕기로 한다. 패트릭은 전직 수녀였던 잰을 찾아가 영혼쌍둥이, 즉 도플갱어에 대한 설명을 듣는다. 그날밤 도플갱어는 홀리를 그녀의 옛집으로 불러낸다. 패트릭은 홀리를 구하려다 도플갱어의 가면이 벗겨지면서 사건의 전말이 드러난다. 바로 닥터 헬러가 홀리의 가면을 쓰고 도플갱어 노릇을 했던 것. 정신과의사가 정신병자였던 셈이다. 홀리는 패트릭이 위험한 것에 분노를 느끼고, 순간 진짜 도플갱어가 홀리의 몸에서 분리되어 헬러를 처치하지만, 자신도 심한 상처를 입는다. 그리고 분리됐던 홀리와 도플갱어는 패트릭의 지순한 사랑에 의해 다시 재결합한다.